Kennisdocument (definitieve versie)

Transcriptie

1 DOSSIER 6742 HSB-BETONOVERLAGINGEN OP STALEN BRUGGEN Rapport Kennisdocument (definitieve versie) 1 december 2009

2 definitieve versie, 1 december van 100

3 VOORWOORD Vanwege vermoeiingsproblemen moet een groot aantal stalen bruggen in Nederland worden versterkt. Nadat verkennende studies naar potentiële levensduurverlengende oplossingen vanaf 1998 door Rijkswaterstaat zijn uitgevoerd, is de oplossing van de hogesterktebeton overlaging (HSB-overlaging) in een uitgebreid onderzoekstraject ontwikkeld en getest. Inmiddels is op enkele bruggen een HSB-overlaging aangebracht en ten tijde van het opstellen van dit rapport worden voorbereidingen getroffen om nog meer bruggen op deze wijze te gaan versterken. In het kader van kennisdelen met de markt heeft Rijkswaterstaat besloten om de beschikbare kennis en ervaring over de HSB-overlagingstechniek vast te leggen in een kennisdocument. Het onderhavige rapport is het kennisdocument dat in opdracht van Rijkswaterstaat door Adviesbureau ir. J.G. Hageman B.V. is opgesteld. Het rapport geeft een globale beschrijving van de HSB-overlagingstechniek en het ontwikkelingstraject waarlangs men tot die techniek is gekomen. De belangrijkste experimentele resultaten, praktijkervaringen en probleempunten zijn beschreven, waarbij voor detailinformatie wordt verwezen naar de achterliggende documenten. Rijswijk, 1 december definitieve versie, 1 december van 100

4 definitieve versie, 1 december van 100

5 INHOUD 1 Inleiding Overzicht van het ontwikkelingstraject Algemeen Verkenningsfase Functies van de HSB-overlaging en gerelateerde activiteiten Onderzoek naar geschiktheid van en ervaring met de HSB-overlagingen De vermoeiingsproblematiek Algemeen Oorzaak Beschrijving orthotrope plaatbrug Vermoeiingsscheuren bij orthotrope stalen brugdekken Inspectie en reparatie van vermoeiingsscheuren Verkenningsfase Algemeen Brainstormsessies en eerste uitwerking levensduurverlengende oplossingen Onderzoek naar spanningverlagende laag op dekplaat Motivatie voor gekozen oplossingsrichting Effect van HSB-overlaging op de verschillende scheurtypen Renovatietechnieken voor beweegbare bruggen [LIT-6] HSB-overlagingstechniek Algemeen HSB-overlagingstechniek Betonsamenstelling Opbouw van de overlaging Epoxy hechtlaag Randopsluiting Stortnaden Uitvoering Eisen aan de HSB-overlaging Analyses en berekeningen Algemeen Niveaus in belastingafdracht Berekeningen in proefschrift van De Jong [LIT-6] Berekeningen voor de HSB-overlaging (Documenten RWS-HB- )] Algemeen Toegepast model Uitgevoerde (validatie)berekeningen Scheurvorming Randopsluiting Toepasbaarheid van bestaande normen en richtlijnen definitieve versie, 1 december van 100

6 7 Laboratoriumonderzoeken Algemeen Mechanische en technologische eigenschappen Druksterkte en elasticiteitsmodulus Buigtreksterkte Hechtsterkte Vermoeiingssterkte Krimp Gewogen rijpheid Duurzaamheid ASR-gevoeligheid van toeslagmaterialen Vorst-dooizoutbestandheid Chloride-indringing Selfhealing en scheurdichtende middelen Applicatieproeven Algemeen Applicatie op delen van val van de Tweede Van Brienenoordbrug Pilot op de Calandbrug in de N15 (mei 2003) Verharding op een bewegend brugdek (maart 2004) Proefstort met slipformpaver (okt 2004) Overlagingen op betonnen kunstwerken Conclusies m.b.t. de applicatieproeven Praktijktoepassingen Algemeen Brug Hagestein Moerdijk oostbaan Moerdijk westbaan Conclusies m.b.t. de praktijktoepassingen Optimalisaties en aandachtspunten Algemeen Second Opinion Horvat e.a Wapening Randstelprofiel en stortnaden Betonsamenstelling Wijze van aanbrengen van het beton Oppervlakte-eigenschappen Overige zaken en aandachtspunten Tot besluit Referenties definitieve versie, 1 december van 100

7 1 Inleiding Nadat in 1997 bleek dat er in het beweegbare deel van de, toen nog maar zeven jaar oude, Tweede Van Brienenoordbrug vermoeiingsscheuren aanwezig waren, is door Rijkswaterstaat een onderzoek gestart naar de conditie van stalen bruggen in Nederland. Daartoe is in 1998 de projectgroep PSR (Problematiek Stalen Rijdekken) ingesteld met als doel de oorzaak en omvang van de vermoeiingsproblemen te onderzoeken en oplossingen voor bestaande en nieuwe bruggen te ontwikkelen. Overigens is de vermoeiingproblematiek bij stalen bruggen niet alleen een Nederlands probleem, maar speelt het wereldwijd in vele landen. Uit het onderzoek van de PSR-projectgroep kwam naar voren dat vooral de orthotrope stalen bruggen gevoelig zijn voor vermoeiingsscheuren 1. De oorzaak hiervoor is de sterk toegenomen verkeersbelasting. Na een aantal brainstormsessies en verkennende studies naar potentiële levensduurverlengende oplossingen, is de techniek van de HSB-betonoverlaging verder uitgewerkt. Bij deze techniek wordt een grote spanningsreductie in het staal bereikt door het vervangen van de asfaltlaag door een dunne laag zwaar gewapend hoge sterkte beton. Met een groot aantal rekenexercities, laboratoriumonderzoeken en applicatieproeven is de geschiktheid van deze techniek in de afgelopen jaren onderzocht en aangetoond. Inmiddels zijn enkele bruggen op deze wijze versterkt. Daarbij zijn ook diverse potentiële praktijkproblemen van deze uitvoeringsgevoelige techniek aan het licht zijn gekomen. Met het doel de opgedane kennis en ervaring te verzamelen en toegankelijk te maken voor de praktijk, is het onderhavige rapport, aangeduid met kennisdocument, opgesteld. Doordat de opgedane kennis en ervaring, qua toegepaste materialen, technieken en uitvoeringsmethode, zich ten tijde van het opstellen van dit rapport nog beperkt tot de onderzochte en toegepaste HSB-overlaging, is deze voor de eerstkomende nieuwe versterkingen nog in belangrijke mate voorgeschreven. Het kennisdocument beoogt voor die HSBoverlagingen een goede kennisbasis te bieden. Daarnaast wil Rijkswaterstaat nagaan in hoeverre het mogelijk en verantwoord is om op termijn de markt de gelegenheid te bieden alternatieve versterkingen voor te stellen. Hierbij kan worden gedacht aan zowel variaties op de huidige HSB-overlagingstechniek alsook aan totaal nieuwe, andersoortige versterkingsmethoden. Ook in dat kader zal het onderhavige rapport een referentie kunnen bieden voor de wijze waarop, en de mate waarin, een nieuwe techniek onderzocht, beoordeeld en uitgetest dient te worden alvorens over gegaan kan worden op grootschalige praktijktoepassingen. In de afgelopen ongeveer negen jaren is een zeer grote hoeveelheid kennis en ervaring opgedaan, die is vastgelegd in zeer veel rapporten en andere documenten. Daarnaast is ook veel ervaring beschikbaar die niet expliciet op schrift is vastgelegd. Het is onmogelijk, en 1 RWS heeft 380 stalen bruggen in beheer. Hiervan hebben er 14 een hoog risico ten aanzien van vermoeiing. Deze zijn onderdeel van het project renovatie bruggen, dat is opgestart ten tijde van het afronden van het onderhavige rapport. Verder hebben ca. 14 bruggen een middel risico ten aanzien van vermoeiing. Deze bevinden zich wel in het hoofdwegennet, maar hebben ander type rijvloer. Het overige deel van de bruggen heeft een laag risico op het gebied van vermoeiing omdat ze in het onderliggend wegennet liggen of omdat het een ander type rijdek betreft (bijvoorbeeld een rijdek van hout of beton) definitieve versie, 1 december van 100

8 ook niet de bedoeling geweest, om alle beschikbare informatie in dit rapport op te nemen. Er is voor gekozen om de lijn van het doorlopen ontwikkelingstraject te schetsen en de belangrijkste overwegingen en bevindingen vast te leggen in dit rapport. Uitgebreide informatie is te vinden in de originele documenten. In Hoofdstuk 2 is eerst het totale ontwikkelingstraject op hoofdlijnen geschetst, beginnend bij de aanleiding voor het onderzoek naar de vermoeiingsscheuren in stalen bruggen tot aan de ervaringen met de versterking van de Westelijke rijbaan van de Moerdijkbrug. Dat is de versterking die ten tijde van het opstellen van dit rapport als laatste is uitgevoerd. In de daarop volgende hoofdstukken is dieper ingegaan op diverse onderdelen uit het totale ontwikkelingstraject. Het onderhavige rapport gaat alleen in op de techniek van de HSB-overlaging. Zaken als verkeersbelasting, typen vermoeiingsscheuren en inspectie- en reparatietechnieken voor de vermoeiingsscheuren komen niet of vrijwel niet aan de orde. Een totaaloverzicht van zaken die spelen bij de renovatie van orthotrope stalen bruggen kan worden gevonden in het proefschrift van F.B.P. de Jong [LIT-6]. In het kader van delen van kennis met de markt is op 9 december 2008 een themamiddag Vermoeiing van stalen bruggen gehouden. De daar gehouden presentaties zijn als [COP-1 t/m COP-7] opgenomen in de referentielijst. Naast het overlagen van rijdekken van stalen bruggen, zijn in de afgelopen jaren ook een tiental betonnen kunstwerken, waaronder de Hollandse brug, overlaagd. Hoewel in dit rapport daar niet expliciet op wordt ingegaan, zijn wel een aantal literatuurverwijzingen opgenomen [B-OVE-1 t/m B-OVE-15] definitieve versie, 1 december van 100

9 2 Overzicht van het ontwikkelingstraject 2.1 Algemeen Nadat de vermoeiingsproblematiek bij de stalen bruggen zich in 1997 had geopenbaard, is in 1998 de projectgroep Problematiek Stalen Rijvloeren (PSR) gestart met als doel om met betrekking tot de vermoeiingsscheuren in de stalen rijdekken onderzoek uit te voeren naar: a. de oorzaak; b. inspectie- en reparatietechnieken; c. het voorkomen bij nieuwe ontwerpen; d. levensduurverlengende oplossingen. Het onderhavige rapport heeft betrekking op onderdeel d levensduurverlengende oplossingen. In het doorlopen traject zijn een aantal hoofdonderdelen te onderscheiden (figuur 1), die gedurende het ontwikkelingstraject voor een belangrijk deel parallel hebben gelopen en waartussen vanzelfsprekend een zeer grote mate van interactie aanwezig was. Figuur 1 Schematische weergave van het ontwikkelingstraject. De verschillende onderdelen, die in figuur 1 zijn onderscheiden, worden uitvoerig besproken in de navolgende hoofdstukken, zoals ook in figuur 1 is weergegeven. In dit hoofdstuk wordt eerst nog het ontwikkelingstraject op hoofdlijnen geschetst met in 2.2 de verkenningsfase en in 2.3 een beschrijving van de functies van de HSB-overlaging en de werkzaamheden die gepaard gaan met deze techniek. In 2.4 wordt vervolgens op hoofdlijnen het gevolgde traject van berekeningen en onderzoeken geschetst, alsmede de opgedane ervaringen met applicatieproeven en praktijktoepassingen. 2.2 Verkenningsfase De PSR-projectgroep heeft in een aantal brainstormsessies in de periode verschillende potentiële levensduurverlengende oplossingen de revue laten passeren (Hoofdstuk 4). Voor enkele daarvan, waaronder het vullen van de troggen, is ook nader onderzoek definitieve versie, 1 december van 100

10 uitgevoerd, maar al snel leek de oplossing waarbij een spanningverlagende laag op de rijdekvloer (dekplaat) wordt aangebracht, de meest belovende techniek te zijn. Dit geldt dan voor de vaste delen van de brug. Voor beweegbare delen worden andere oplossingen onderzocht [LIT-6]. Een aan te brengen spanningverlagende laag op de dekplaat kan in principe op vele manieren worden uitgevoerd, waarbij de volgende parameters vooral van belang zijn (figuur 2): het voor de op te brengen laag toe te passen materiaal; de wijze van aanbrengen (prefabriceren of ter plaatse aanbrengen); de wijze waarop de verbinding tussen de aan te brengen laag en de dekplaat wordt gerealiseerd. Bij het Hechtingsinstituut van de TU-Delft [TUD-HI-2] zijn proeven uitgevoerd, waarbij deze drie parameters zijn gevarieerd. Figuur 2 Variabelen bij spanningverlagende laag op de dekplaat (niet op schaal getekend). Parallel aan het onderzoek bij het Hechtingsinstituut bleek uit de literatuur dat het overlagen van verschillende ondergronden al meer werd toegepast. Vooral bij bedrijfsvloeren waar een grote dichtheid of slijtvastheid belangrijk is, zoals bijvoorbeeld in de voedingsindustrie en bij overslagbedrijven, zijn HSB-overlagingen, veelal op een betonnen ondergrond (figuur 3), toegepast [B-OVE-3]. Maar er waren ook al enkele voorbeelden van een HSB-overlaging op staal. Dat betrof onder andere de versterking van een stalen dek van een schip [COP-4]. Bij een congres in Canada werd in 1998 ook al gerapporteerd over een betonoverlaging op een stalen brug [LIT-1]. Rijkswaterstaat kwam in die periode in contact met Contec ApS, een leverancier van kant en klare droge cementgebonden mortels. Die had een concept ontwikkeld voor dunne overlagingen op basis van een combinatie van een zeer hoge sterkte mortel, staalvezels en een zeer hoog wapeningspercentage, wat onder de handelsnaam Contec Ferroplan [Contec-1, Contec-6] op de markt was gebracht. Met dit product is het onderzoeks- en ontwikkelingstraject naar de HSB-overlaging voor stalen rijvloeren uitgevoerd en uiteindelijk is dit ook toegepast op de Lekbrug bij Hagestein en de Moerdijkbrug. Het in Contec Ferroplan toegepaste beton bezit onder andere een hoge dichtheid, hoge sterkte en hoge slijtvastheid. De basis voor dergelijke hoge sterkte mortels (aangeduid met DSP-mortels: Densified Systems with Ultra Fine Particles en in 1978 gepatenteerd onder de naam Densit [LIT-15]) is eind jaren zeventig in Denemarken gelegd [B-OVE-3,Contec definitieve versie, 1 december van 100

11 1]. De eerste mengsels kenmerkten zich nog door een zeer hoge waarde voor de autogene krimp. De mengsels zijn vervolgens verder ontwikkeld tot zeer hoge sterkte mortels met een lage autogene krimp en die door toepassing van staalvezels minder bros zijn. Er zijn op de markt ook vergelijkbare betonmengsels van andere producenten beschikbaar. Voor zover bekend is bij de opstellers van dit rapport, was er een vergelijkbaar mengsel van de NCH (Nieuwegein) en kon via Eurofloor (Duizel) waarschijnlijk ook een vergelijkbaar mengsel worden verkrijgen. Figuur 3 Aanbrengen van een HSB-overlaging in een hal [B-OVE-3] Op basis van de resultaten van de proeven bij het Hechtingsinstituut en de beschikbare informatie uit de literatuur werd besloten om de toepassing van een HSB-overlaging verder te onderzoeken. Omdat bij een volledige samenwerking van de overlaging met het stalen dek de spanningsreductie het grootst is, was het zaak een goede verbinding tussen het beton en de dekplaat te realiseren. Direct onder en naast de wielen vindt de krachtsopbouw in het rijdek plaats. Om span-ningsconcentraties zoveel mogelijk te vermijden, is het wenselijk dat dit op elke locatie zo gelijkmatig mogelijk kan plaatsvinden. Spanningsconcentraties in hechtlassen zouden aanleiding kunnen geven tot vermoeiingsproblemen. Om deze reden, en omdat het uitvoe-ringstechnisch het eenvoudigst is, werd gekozen voor een verbinding via aanhechting (hechtlaag met ingestrooide steenslag). Het direct storten van het verse beton in nog natte, op de dekplaat aangebrachte lijm bleek de beste hechting op te leveren. Maar het storten van beton op een ingestrooide verharde lijmlaag resulteerde ook in voldoende hechting en werd vanwege de eenvoudigere uitvoering verkozen. Feitelijk was met het voorgaand beschreven systeem de basis gelegd voor de gekozen levensduurverlengende oplossing voor de orthotrope stalen bruggen (figuur 4). Figuur 4 Principe van de HSB-overlagingstechniek definitieve versie, 1 december van 100

12 2.3 Functies van de HSB-overlaging en gerelateerde activiteiten De HSB overlaging is bedoeld om de onderstaande functies te vervullen: 1) Spanningsreductie staalconstructie; 2) Veilige en comfortabele passage wegverkeer; 3) Dragen verkeersbelastingen. Ad 1) Spanningsreductie staalconstructie Het voornaamste doel van de overlaging is het reduceren van de spanningen in de dekplaat van de orthotrope stalen brugconstructie om op die manier de restlevensduur van de brug (gerelateerd aan vermoeiing) te verlengen. De spanningsreductie in de dekplaat wordt bepaald door de dikte van het beton, de kwaliteit van het beton en de mate waarin het beton en staal samenwerken. De basistoepassing bestaat uit een beton met sterkteklasse C90/105 en een gemiddelde dikte van 60 mm (figuur 4). Om het vermoeiingsprobleem met voldoende zekerheid op te lossen, wordt voorafgaand aan het aanbrengen van HSB de schade aan de staalconstructie gerepareerd. Vermoeiingsscheuren worden in principe alleen verwacht ter plaatse van de rijsporen van de rechter rijstroken, waar het zwaar verkeer rijdt. Echter, voor de zekerheid worden ook de naastgelegen rijstroken geïnspecteerd bij de kritieke punten. Afhankelijk van het (hoofd)draagsysteem kunnen ook andere delen van het rijdek voor inspectie in aanmerking komen, bijvoorbeeld de omgeving van tuiaansluitingen. Het inspecteren gebeurt na het verwijderen van het asfalt door middel van niet destructief onderzoek (methode: TOFD = Time Of Flight Diffraction. Gevonden scheuren worden gerepareerd. Om te komen tot een robuuste oplossing, die een vrije indeling van rijstroken mogelijk maakt, wordt de HSB-overlaging over het gehele oppervlak van de rijbaan aangebracht. Dit betekent: van voegovergang tot voegovergang en tussen de geleideconstructies. Dit wordt tevens gedaan omdat de HSB-overlaging ook een functie heeft in de statische sterkte van de constructie. Voor de volledigheid wordt opgemerkt dat de HSB-overlaging primair is ontwikkeld voor de dekplaatscheur en secundair voor de langslasscheur (zie ook 4.5). Ad 2) Veilige en comfortabele passage wegverkeer Omdat het asfalt wordt vervangen door een HSB overlaging, moet het HSB ook de functie van het asfalt overnemen ten aanzien van het garanderen van een veilige en comfortabele passage van het wegverkeer. De veiligheid, in de zin van stroefheid wordt gerealiseerd door op de HSB overlaging een epoxy slijtlaag aan te brengen. Een comfortabel gebruik voor de weggebruiker vereist dat het beton in een voldoende vlak alignement (verlopende dikte) wordt aangebracht, om zodanig de onvlakheden in de staalconstructie teniet te doen. Ad 3) Dragen van verkeersbelasting Het vervangen van het asfalt door een relatief stijve HSB overlaging betekent ook dat het HSB in staat moet zijn om de belastingen te dragen ten gevolge van lokale wiellasten, maar ook de belastingen ten gevolge van de globale vervormingen van de brug. Dit is de reden dat er gekozen is voor een hoge sterkte beton (C90/105) met relatief veel wapening (2 lagen rond 12 mm om de 75 mm). Deze wapening heeft ook een belangrijke functie in definitieve versie, 1 december van 100

13 het reduceren van krimpscheuren, hetgeen is gerelateerd aan de duurzaamheid van de overlaging. De technische werkzaamheden om de brug te voorzien van de HSB-overlaging bestaan uit de navolgende onderdelen: a) Verwijderen van het asfalt b) Uitvoeren van de TOFD inspecties c) Uitvoeren van reparaties aan de dekplaat d) Aanbrengen HSB-overlaging e) Frezen 2 f) Slijtlaag aanbrengen De planning van de werkzaamheden dient zodanig te worden opgezet dat bij de uitvoering de verkeershinder zoveel mogelijk wordt beperkt. In het vervolg van dit rapport komen deze onderdelen ook aan de orde. 2.4 Onderzoek naar geschiktheid van en ervaring met de HSB-overlagingen Met de gekozen levensduurverkengende oplossing, zoals in figuur 4 getekend, was echter de geschiktheid van deze techniek nog niet aangetoond. Vele vragen dienden beantwoord te worden, waarvan onder andere genoemd kunnen worden: Hoe gedraagt de brug met overlaging zich en is de bereikte spanningsreductie voldoende? Hoe zit het met de duurzaamheid van de overlaging en is de vermoeiingslevensduur van de verbinding tussen de overlaging en de rijdekvloer voldoende? Is het uitvoeringstechnisch haalbaar, gezien de dunne overlagingsconstructie met geringe toleranties en de grote oppervlakken van de brugdekken met onregelmatigheden in dekplaathoogte? Hoe kunnen de gewenste oppervlakte-eigenschappen van de overlaging met eisen aan stroefheid, ruwheid en vlakheid, worden bereikt? Om zo goed mogelijk antwoorden te krijgen op deze vragen is een uitgebreid onderzoek uitgevoerd met analyses en berekeningen, laboratoriumproeven en applicatieproeven (figuur 1). Navolgend in dit hoofdstuk wordt een aantal zaken, die hebben gespeeld bij de onderzoeken en bij de daadwerkelijke toepassing op de Lekbrug bij Hagestein en de Moerdijkbrug, op hoofdlijnen beschreven. Berekeningen De belangrijkste functie van het aanbrengen van de HSB-overlaging is het reduceren van de grootte van de spanningswisselingen in de stalen rijvloer van de brug. De vraag was aan de orde of de spanningsreductie voldoende is om het ontstaan van vermoeiingsscheuren in de beoogde restlevensduur te voorkomen. Uitgebreide berekeningen, met onder andere eindige elementenprogramma s, zijn uitgevoerd (figuur 5). Daaruit werd gevonden dat, afhankelijk van de plaats van de vermoeiingsscheur (in dekplaat of in trog) een spanningsreductie zou worden bereikt met een factor van ca. 2,5 of 5. In termen van levensduurverlenging komt dit overeen met een factor van respectievelijk ca. 16 en 125, hetgeen ruim voldoende wordt geacht. Bij de praktijkproeven zijn spanningsmetingen voor en na het aan- 2 Voor het verkrijgen van voldoende vlakheid is er bij de westbaan van de Moerdijkbrug voor gekozen het HSB met een geringe overhoogte aan te brengen, waarna via frezen de juiste hoogte en vlakheid is gerealiseerd definitieve versie, 1 december van 100

14 brengen van de HSB-overlaging uitgevoerd, waarmee deze orde van grootte van spanningsreductie werd bevestigd [LIT-6]. Figuur 5 Toegepast eindige-elementenmodel en resultaat voor spanningen in dekplaat [LIT-6]. Laboratoriumproeven Diverse onderzoeken zijn uitgevoerd naar technologische, constructieve en duurzaamheids eigenschappen van het HSB-mengsel en het gedrag van de HSB-overlaging in zijn toepassing. Een belangrijke eigenschap van het hoge sterkte beton is de snelle verharding in verband met het beperken van de tijdsduur van herstel van de brug (beperking verkeershinder). Daarnaast is vooral veel aandacht besteed aan de aanhechteigenschappen en aan de krimp. Dat laatste is vooral van belang in verband met scheurvorming in het beton en het schoteleffect. Het schoteleffect is het fenomeen dat door de verkorting van het beton door krimp, afkoeling (bijvoorbeeld uitstraling s nachts) en verkeersbelasting, deze de neiging heeft om aan de randen los te komen (figuur 6). Daartoe wordt aan de randen een profiel toegepast, dat tegelijk ook wordt gebruikt voor het stellen van de hoogte van de overlaging en daarom ook randstelprofiel wordt genoemd (figuur 6b). Praktijkproeven Figuur 6 a Schoteleffect (a) en randstelprofiel (b). b Applicatieproeven zijn uitgevoerd op het val (het beweegbare gedeelte) van de Tweede Van Brienenoordbrug, die in het kader van herstel was vervangen (figuur 7). Dat gaf de mogelijkheid om daaruit proefstukken te halen voor onderzoek naar de hechtsterkte en het vermoeiingsgedrag [TNO-1,TNO-2]. Applicatieproeven Zoals voorgaand is aangegeven, is de toepassing van de HSB-overlaging eerst uitgeprobeerd op delen van het val van de Tweede Van Brienenoordbrug. Dat was in Vervolgens deed zich in 2003 de mogelijkheid voor om een gedeelte van de Calandbrug te voorzien van een HSB-overlaging. Op een gedeelte van de brug bevond de asfaltslijtlaag zich namelijk in een zodanig slechte staat dat kostbare inspecties en reparaties nodig waren. Omdat er tevens behoefte was aan een laatste pilot, voorafgaande aan de toepassing op definitieve versie, 1 december van 100

15 grote bruggen, is toen besloten de reparaties uit te voeren met de HSB-overlaging. Over een oppervlak van 7,7 m x 80 m is het asfalt vervangen door de HSB-overlaging (figuur 8). Figuur 7 Aanbrengen van de HSB-overlaging op vervangen brugdelen van de val van de Tweede Van Brienenoordbrug (2001). De ervaringen, die met deze pilot zijn opgedaan, zijn uitgebreid vastgelegd in [RWS-9]. Om na te gaan of de berekende spanningsreductie qua orde van grootte in werkelijkheid ook optreedt, zijn rekstrookmetingen uitgevoerd. De metingen zijn uitgevoerd in zowel de situatie met de asfaltlaag als na het aanbrengen van de HSB-overlaging. Gevonden was dat de metingen aansloten bij de berekende waarden voor de spanningsreductie [LIT-6]. Figuur 8 Aanbrengen van de HSB-overlaging in de Pilot op de Calandbrug. Een aspect dat bij de pilot op de Calandbrug voor het eerst naar voren kwam, was scheurvorming in de overlaging. Bij eerdere verkennende proefapplicaties op de val van de Van Brienenoordbrug en proefstukken (1,5 m x 1,5 m) voor onderzoeken aan de TU-Delft [TUD-S-12] trad geen scheurvorming op. De scheuren in de HSB-overlaging van de Ca definitieve versie, 1 december van 100

16 landbrug liepen in dwarsrichting (loodrecht op de lengterichting van de brug) en kunnen betiteld worden als krimpscheuren. Blijkbaar is de verhindering van de vervorming door de troggen zo groot dat deze, samen met de dynamische effecten van de verkeersbelastingen, resulteren in zodanig hoge spanningen dat het beton scheurt. De waargenomen scheurvorming was aanleiding voor onderzoeken naar de mogelijke consequenties daarvan en de effecten van selfhealing en scheurdichtende middelen [TUD-M- 2, TUD-M-3]. Daarbij dient bedacht te worden dat ten tijde van de pilot op de Calandbrug het nog de intentie was om op de HSB-overlaging geen slijtlaag aan te brengen. Uiteindelijk zijn de Lekbrug en de Moerdijkbrug wel voorzien van een epoxyslijtlaag. Overigens bleek de scheurwijdte zeer beperkt te zijn (orde van grootte van 0,05 mm met uitschieters tot 0,1 mm) en, na onderzoek, geen probleem voor de duurzaamheid. Praktijktoepassingen Na de pilot op de Calandbrug is besloten een tweetal bruggen, de Lekbrug bij Hagestein en de Moerdijkbrug, te gaan voorzien van de HSB-overlaging. Daartoe zijn door de Bouwdienst Rijkswaterstaat diverse berekeningen uitgevoerd (Hoofdstuk 6) [RWS-HB-1 t/m RWS-HB-13]. De aannemers dienden voorafgaande aan de uitvoering ook proefstorten (10 m x 10 m) uit te voeren. Met de oostelijke rijbaan van de Moerdijkbrug is begonnen in het voorjaar van 2005 en de twee brugdelen van de Lekbrug bij Hagestein zijn uitgevoerd in de vakantieperiode (augustus) van respectievelijk 2005 en De uitvoeringswijze was bij beide bruggen niet precies gelijk (Hoofdstuk 9). Onderdelen waarop de uitvoeringswijze kan verschillen, betreffen onder andere: de dikte van de overlaging de toegepaste wapening (rolmatten, wapeningsnetten) de wijze van aanbrengen van de mortel de wijze van verdichten het toegepast randstelprofiel Bij beide bruggen is duidelijk geworden dat het aanbrengen van een HSB-overlaging een specialistische aangelegenheid is [COP-6, COP-7]. Het bleek bij beide bruggen ook niet direct helemaal goed te gaan. Bij de Lekbrug Hagestein was sprake van: onvoldoende stroefheid en textuur van het betonoppervlak; lokaal onvoldoende vlakheid en onvoldoende dekking t.p.v. sectielassen; Bij de oostelijke rijbaan van de Moerdijkbrug was sprake van: onvoldoende vlakheid, stroefheid en textuur; lokaal de aanwezigheid van holle ruimten. De problemen die zich bij beide bruggen openbaarden, waren aanleiding voor Rijkswaterstaat Bouwdienst om aan LREHC Infraproject Services (Een samenwerkingsverband tussen Lloyd s Register Transport & Infrastructuur en Horvat & Partners) te vragen een Second Opinion te geven over het innovatietraject voor het HSB-overlaging concept en de definitieve versie, 1 december van 100

17 toepassing en problemen bij de beide bruggen [LIT-5]. In de Second Opinion zijn de diverse problemen uitvoerig besproken. In Hoofdstuk 10 van het onderhavige rapport wordt hierop bij de bespreking van de doorgevoerde optimalisaties nader ingegaan. Een hoofdconclusie van Horvat en collega s was dat de HSB constructie zijn effectiviteit heeft bewezen, maar dat het uitvoeren van de constructie door de geringe marges aan de grens van het maakbare ligt. Naar aanleiding van de problemen bij de Lekbrug bij Hagestein en de Moerdijkbrug zijn diverse onderzoeken uitgevoerd en maatregelen genomen: De holle ruimten in de HSB-overlaging op de Moerdijkbrug bleken in belangrijke mate te zijn veroorzaakt door een zeer dicht wapeningsnet ter plaatse van overlappingslassen en netkruisingen (figuur 9), waarschijnlijk in combinatie met zodanige stortomstandigheden, qua consistentie van het beton en toegepaste verdichtingsmethode, dat het beton niet onder de wapening kon komen. Naar aanleiding van deze bevinding is overgegaan op een eenvoudigere wapening [HAG-4]. Op basis van een zeer uitgebreid onderzoek, dat is samengevat in [HAG-5], zijn holle ruimten in de oostelijke rijbaan van de Moerdijkbrug opgespoord en reparaties uitgevoerd. Daarbij is de HSB-overlaging op een tweetal dekken in zijn geheel vervangen. Figuur 9 Zeer dicht wapeningsnet op plaats van reparatie in de zomer van 2006 [HAG-5]. Het aspect van onvoldoende, of soms geen, dekking is beschouwd in [HAG-3]. Naar aanleiding van de problemen met vlakheid, stroefheid en textuur is besloten om de HSB-overlaging te voorzien van een epoxyslijtlaag. Naast het feit dat daarmee voor de genoemde oppervlakte-eigenschappen eenvoudig kan worden voldaan aan de er aan te stellen eisen, wordt daarmee tevens een potentieel duurzaamheidsprobleem van onvoldoende dekking en scheurvorming verder verminderd. Na de ervaringen bij de oostelijke rijbaan van de Moerdijkbrug is door de aannemer, in samenspraak met de Bouwdienst Rijkswaterstaat, een geoptimaliseerd uitvoeringsontwerp uitgewerkt voor herstel van de oostelijke rijbaan en de uitvoering van de westelijke rijbaan. Die laatste kon in de eerste helft van 2008 zonder al te grote problemen, relatief snel worden uitgevoerd definitieve versie, 1 december van 100

18 Evaluatie Ook bij de Moerdijkbrug zijn rekmetingen uitgevoerd. Een vergelijking van de gemeten rekken met de berekende rekken liet zien dat die redelijk met elkaar overeenkomen [HAG- 6]. Op basis daarvan kan worden gesteld dat de toegepaste berekeningsmethode geschikt is geweest. Tijdens het ontwikkeltraject is voor de toegepaste HSB-overlaging de relatie met alle mogelijk relevante bestaande normen en richtlijnen niet onderzocht. De uitgangspunten voor de toetsing van de constructie waren de relevante staal- en betonnormen, voor zover daarmee ontwerp- en berekeningsaspecten konden worden afgedekt, aangevuld met de resultaten van proeven en observaties aan reeds uitgevoerde overlagingen. In 2008 is de toepasbaarheid van de huidige normen en richtlijnen voor de HSB-overlagingen nagegaan en de bevindingen daarvan zijn vastgelegd in [HAG-7] definitieve versie, 1 december van 100

19 3 De vermoeiingsproblematiek 3.1 Algemeen Het onderhavige rapport heeft vooral betrekking op de HSB-overlagingen en gaat niet echt in op de problematiek van de vermoeiingsscheuren bij orthotrope plaatbruggen. Echter, voor een goed begrip is het wel nodig inzicht te hebben in onder andere de plaatsen waar zich de vermoeiingsscheuren manifesteren. Daarom wordt in dit hoofdstuk daar kort op ingegaan. In 3.2 wordt eerst kort ingegaan op de oorzaak van de vermoeiingsscheuren. 3.2 Oorzaak De toename van het wegverkeer is veelal groter dan werd aangenomen tijdens het ontwerp. Daarnaast heeft de transportsector een aantal onvoorziene ontwikkelingen doorgemaakt, zoals de introductie van diverse asconfiguraties en de overgang van dubbellucht naar de breedband, die tot plaatselijk veel hogere belasting van de rijvloer leidt. Tot de jaren negentig was het ontwerp voor een rijvloer in Nederland gebaseerd op de VOSB uit In die norm waren slechts beperkt, en op basis van de huidige inzichten, onvoldoende rekenregels voor vermoeiing van bruggen opgenomen [LIT-8]. Constructieonderdelen die gevoelig zijn voor vermoeiingsscheuren, zijn de dekplaat en de troggen, omdat bij deze beide onderdelen elke passage van een wiel of een as tot spanningswisselingen leidt. Wanneer die spanningswisselingen voldoende groot zijn (vrachtwagens) en vaak voorkomen, dan levert dat een bijdrage aan de vermoeiingsschade en daarmee aan de beperking van de levensduur. Figuur 10 geeft een indruk van de ontwikkeling van het verkeer op de Moerdijkbrug [LIT- 8]. Aangegeven is het aantal voertuigen dat de brug op een werkdag passeert. Circa 15% van de voertuigen is een vrachtwagen. Analyse heeft aangetoond dat de totale belasting op de brug (maximaal voorkomende combinatie van zwaar vrachtverkeer en personenauto s) in relatief beperkte mate is toegenomen, waardoor de sterkte van de brug als geheel niet in het geding is. Het is veel meer het aantal voertuigpassages dat aanleiding geeft tot de vermoeiingsproblemen. Zoals in figuur 10 is te zien, is de hoeveelheid verkeer op de Moerdijkbrug tussen 1960 en 2000 met een factor vijf toegenomen. Figuur 10 Ontwikkeling van verkeer op de Moerdijkbrug [LIT-8] definitieve versie, 1 december van 100

20 3.3 Beschrijving orthotrope plaatbrug In figuur 11 zijn de hoofdonderdelen van een orthotrope plaatbrug weergegeven. De vaste of beweegbare stalen brug heeft een aantal specifiek herkenbare constructieonderdelen. De constructie bestaat uit hoofdliggers en dwarsdragers waarop de rijvloer ligt. De constructie van de rijvloer bestaat uit een staalplaat waarop aan de bovenzijde een slijtlaag is gelegd voor het verkeer. Deze staalplaat is aan de onderzijde door stalen profielen, de zogenaamde langsverstijvers, in lengterichting versterkt. Deze langsverstijvers zijn door de jaren heen verschillend uitgevoerd, variërend van stalen strippen, bulb-profielen tot trogvormige profielen die als een U-vorm in lengterichting onder de rijvloer worden gelast [LIT-6]. Deze rijvloerconstructie heet orthotrope rijvloer en is uitermate geschikt voor massaproductie. Vele stalen verkeersbruggen in en buiten Nederland hebben dan ook een orthotrope stalen rijvloer. Figuur 11 Orthotroop stalen brugdek [LIT-6,COP-3]. 3.4 Vermoeiingsscheuren bij orthotrope stalen brugdekken Met betrekking tot de locatie waar de vermoeiingsscheuren optreden, kan onderscheid worden gemaakt in: A. de plaats op de brug; B. het onderdeel van het orthotrope brugdekdeel. Ad A De plaats waar de dekplaatscheuren optreden Zoals kan worden verwacht, treden de dekplaatscheuren het eerste op daar waar de verkeersbelasting het grootst is en dat is ter plaatse van de wielsporen van de rechter rijstroken, waar het meeste vrachtverkeer rijdt (figuur 12). Maar ook op andere rijstroken kunnen definitieve versie, 1 december van 100

21 vermoeiingsscheuren optreden, zoals werd aangetoond bij de Moerdijkbrug waar ook vermoeiingsscheuren in de middenrijstrook zijn waargenomen. Figuur 12 Vermoeiingsscheuren treden vooral op in de stroken met vrachtverkeer [COP-3]. Ad B De onderdelen waarin de scheuren voorkomen In [COP-3] zijn de volgende vier scheurtypen onderscheiden (figuur 13 en figuur 14): Scheurtype 1: passtuk in trog; Scheurtype 2: aansluiting trog aan dwarsdrager; Scheurtype 3: trog-dekplaat las; Scheurtype 4: dekplaatscheur. scheurtype 1: passtuk in trog scheurtype 2: aansluiting trog aan dwarsdrager Figuur 13 Vermoeiingsscheuren van het type 1 en 2 [COP-3] definitieve versie, 1 december van 100

22 scheurtype 3: trog-dekplaatlas scheurtype 4: dekplaatscheur Figuur 14 Vermoeiingsscheuren van het type 3 en 4 [COP-3]. De scheurtypen 3 en 4 in de rijdekplaat zijn het meest kritisch. De inspanningen om de levensduur van de orthotrope bruggen te verlengen, hebben zich hier met name op gericht. Omdat de beweegbare delen van een orthotrope brug alleen voorzien zijn van een slijtlaag tonen de vermoeiingsscheuren zich daar het eerst. Een voorbeeld van twee naast elkaar gelegen dekplaatscheuren is te zien in figuur 15. De hart-op-hart-afstand van de trogbenen (300 mm) is duidelijk te zien. Figuur 15 Dekplaatscheuren in de Van Brienenoord brug (zomer 1997) [LIT-6]. 3.5 Inspectie en reparatie van vermoeiingsscheuren Het grootste probleem van de vermoeiingsscheur in de dekplaat was dat deze niet zichtbaar was zonder speciale inspectietechnieken. Bij dunne slijtlagen is het na verloop van tijd mogelijk de scheur te zien (figuur 15). Deze is dan volledig door de dekplaat heen gegroeid, maar bij dikkere slijtlagen duurt dit langer. Voor het in een zo vroeg mogelijk stadium herkennen van scheurgroei zijn in de afgelopen jaren twee nieuwe inspectiemethoden definitieve versie, 1 december van 100

23 beschikbaar gekomen in de praktijk [RWS-20]. Deze zijn gebaseerd op een elektromagnetische techniek (Crack-PEC) en een techniek op basis van geluidsgolven (ultrasoon). De Crack-PEC methode (figuur 16 links) is in staat om door een 5 cm dikke asfaltlaag een volledig door de stalen dekplaat heen gegroeide vermoeiingsscheur te detecteren. Voorheen was alleen een TOFD-inspectietechniek beschikbaar, waarbij de volledige asfaltlaag moet worden verwijderd en de rijvloer vervolgens moet worden gestraald. Als de stalen brug wordt versterkt met een HSB-overlaging dan wordt de TOFD-techniek toegepast om scheuren te detecteren (figuur 16 rechts). De gevoeligheid van de TOFD-techniek is zo groot dat daarmee scheuren vanaf enkele millimeters diepte kunnen worden opgespoord. Figuur 16 Inspectietechnieken: Crack-PEC methode links en TOFD rechts [COP-3]. Vóór de start van het PSR-project in 1998 werden er alleen (tijdelijke) noodreparaties uitgevoerd. Sommige rijdekken bleken al na een jaar opnieuw vermoeiingscheuren te vertonen. Door onderzoek en ontwikkeling zijn er nu verbeterde reparatiemethoden beschikbaar [RWS-20]. Een optimaal uitgevoerde reparatie leidt bovendien tot een lokale verbetering in de constructie ten opzichte van de oorspronkelijke rijvloer. Een mogelijke reparatie is het aanbrengen van een dikkere staalplaat in de rijvloer (bekend als luikoplossing ). Door eisen te stellen aan het minimaliseren van de laskrimp worden ongewenste spanningen in de constructie voorkomen. In figuur 17 is een reparatie te zien, waarbij een gedeelte van de rijvloer wordt vervangen door een inzetstuk. Met krammen over de reparatieplaats wordt ervoor gezorgd dat kracht in de te verwijderen dekplaat wordt overgenomen totdat het nieuwe deel van de dekplaat is aangebracht. Deze wijze van repareren is alleen toegepast als zich twee of meerdere scheuren naast elkaar bevinden. Bij een enkele dekplaatscheur werd alleen de scheur dichtgelast. Figuur 17 Reparatie van de dekplaat met een inzetstuk [COP-3] en [COP-7] definitieve versie, 1 december van 100

24 4 Verkenningsfase 4.1 Algemeen De PSR-projectgroep heeft in de periode november 1997 tot en met maart 1999 een aantal brainstormsessies gehouden, waarbij ideeën voor levensduurverlengende oplossingen zijn gegenereerd [RWS-1]. Na beoordeling van de gegenereerde ideeën is een eerste selectie van levensduurverlengende oplossingen gemaakt en is vervolgens voor een aantal van die ideeën een eerste uitwerking gemaakt (4.2). Voor de oplossing van een spanningverlagende plaat en het verlijmen van een plaat op de rijdekvloer is onderzoek uitgevoerd bij het Hechtingsinstituut van de TU-Delft (4.3). Uiteindelijk is er voor gekozen om de oplossing in de vorm van een HSB-overlaging verder te onderzoeken. De techniek van de HSB-overlaging wordt in Hoofdstuk 5 besproken. In 4.4 wordt de motivatie voor die keuze toegelicht. In 4.5 wordt tot slot nog in gegaan op de renovatietechnieken voor beweegbare bruggen. 4.2 Brainstormsessies en eerste uitwerking levensduurverlengende oplossingen Brainstormsessies zijn gehouden in november 1997, januari 1998 en maart Een samenvatting van de resultaten is te vinden in [RWS-1]. Bij het zoeken naar oplossingen is het vervangen van de volledige brug niet meegenomen. Dat betekent niet dat vervanging nooit een optie is. Voor iedere brug zal de afweging, repareren of vervangen gemaakt dienen te worden. Op basis van de vele gegenereerde ideeën was een eerste selectie gemaakt: 1. Spanningverlagende laag op de dekplaat 2. Vullen van de troggen 3. Vervangen van deksecties 4. Effectievere slijtlaag (vaste bruggen) 5. Scheurgroei vertraging met VVK (vezelversterkte kunststoffen) strips 6. Wijzigen van de wegindeling 7. Spanningverlagende laag onder de dekplaat De oplossingen zijn onderling (impliciet of soms expliciet) vergeleken op basis van de volgende criteria: Langeduur betrouwbaarheid Stremmingsduur Technische en financiële haalbaarheid Effectiviteit, levensduurverlenging Breedte van het toepassingsgebied (vaste en beweegbare bruggen, meerdere scheurtypen) definitieve versie, 1 december van 100

25 Ad 1. Spanning verlagende laag op dekplaat In de brainstormsessies richtten een groot aantal oplossingen zich op het aanbrengen van een laag bovenop de bestaande stalen dekplaat. Het is een technisch relatief eenvoudige oplossing, waarbij er een aantal varianten zijn: a. Het aanbrengen van een vlakke (massieve) plaat met als mogelijke uitvoeringsvormen/materialen: Staal Aluminium Hout Glasvezelversterkte kunststof Koolstofvezelversterkte kunststof Hoge sterkte beton b. Het aanbrengen van een plaatconstructie met als mogelijke uitvoeringsvormen: Een sandwichplaat met massieve kern Een sandwichplaat met holle kern (honingraat, kokers etc.) Voor beide varianten bestaan de volgende bevestigingsmogelijkheden: Lijmverbinding Boutverbinding Geen verbinding; de plaat bijvoorbeeld op slechts enkele punten bevestigen Ad 2. Vullen van de troggen Een effectieve manier om de lokale spanningen onder het rijspoor te reduceren is het vullen van de zwaarst belaste troggen. Hierdoor wordt tegelijkertijd het inzakken van een gescheurde rijvloer tussen twee trogbenen voorkomen. Een speciaal ontwikkelde epoxykurkvulling werkt hierbij als verende ondersteuning. Bij deze oplossing kan volledig onder de brug worden gewerkt. Het voordeel ten opzichte van de voorgaande oplossing is dat er geen verkeershinder en, bij beweegbare bruggen, geen toename van de constructiehoogte is. Materialen die in aanmerking zouden kunnen komen, waren: Kunststoffen/Schuim Beton Ad 3. Vervangen van deksecties Bij deze oplossing is bestudeerd wat de mogelijkheden zijn van het vervangen van secties uit de orthotrope rijvloer. De geometrie van de nieuwe delen (plaatdikten, trogafstanden etc.) dienen zodanig te zijn dat het vermoeiingsgedrag aanzienlijk wordt verbeterd. Het toelaatbare extra oppervlaktegewicht zal hierbij de voornaamste beperkende factor zijn. Mogelijke varianten van deze oplossing zijn: Het vervangen van alleen de dekplaat (over een bepaalde breedte en lengte) door een plaat met een grotere dikte. Het vervangen van een volledige deksectie (dekplaat en troggen) tussen twee of meerdere dwarsdragers (over een bepaalde breedte). Het vervangen van een volledige deksectie inclusief (een deel van) de dwarsdrager. Ad 4. Effectievere slijtlaag (vaste bruggen) De huidige slijtlagen (op vaste stalen bruggen) hebben een nog te verbeteren efficiëntie. Voor deze oplossing was gedacht aan het bestuderen van mogelijke verbeteringen op de volgende twee vlakken: definitieve versie, 1 december van 100

26 De materiaalsamenstelling/het materiaal van de slijtlaag. De samenwerking van de slijtlaag en dekplaat. Ad 5. Scheurgroei vertraging met strips van vezelversterkte kunststoffen Aan deze oplossing was tijdens de brainstormsessies geen aandacht besteed. In het buitenland werd er echter al langer onderzoek gedaan naar de mogelijkheid om scheurgroei te vertragen door vezelversterkte kunststof (VVK) strips op een staalplaat te lijmen. Ad 6. Wijzigen van de wegindeling Bij deze oplossing zou met name gekeken kunnen worden naar alternatieven die zich richten op het verkeer en de wegdekindeling. Door periodieke aanpassing van de wegindeling, zodat het zware vrachtverkeer niet altijd in hetzelfde spoor rijdt, kan de vermoeiingslevensduur worden vergroot. Als het rijspoor ca. 60 cm verlegd wordt, resulteert dit in de meeste gevallen in de belasting van een geheel ander gedeelte van de rijvloer. Hierdoor kan het vermoeiingsprobleem worden uitgesteld. Ad 7. Spanning verlagende laag onder de dekplaat Omdat het aanbrengen van een laag bovenop de dekplaat het nadeel heeft van de verkeershinder, was gemeend dat de mogelijkheid om een dergelijke laag onder de dekplaat aan te brengen, de nodige aandacht verdiende. Er waren echter tijdens de brainstormsessies geen realiseerbare oplossingen voor deze methode gegenereerd. Een viertal oplossingen waarvan het meeste resultaat werd verwacht, zijn onderzocht [RWS-2]. Bij het zoeken naar oplossingen is de aandacht uitgegaan naar de dekplaatscheuren. De vier onderzochte oplossingen zijn: verleggen van rijstroken; vervangen van asfalt door hoge sterkte beton; verlijmen van staalplaten; vullen van troggen (figuur 18). Figuur 18 Vullen van trog (links) voor experiment (rechts) [LIT-6]. Voor vaste bruggen is het vervangen van het asfalt door hoge sterkte beton uiteindelijk gekozen en uitgebreid onderzocht en getest. Die oplossing en de uitgevoerde berekeningen en experimenten, komen in de navolgende hoofdstukken van het onderhavige rapport aan definitieve versie, 1 december van 100

27 de orde. Voor de bevindingen voor de overige drie oplossingen wordt verwezen naar [RWS-2]. 4.3 Onderzoek naar spanningverlagende laag op dekplaat In het kader van het onderzoeken van deze oplossing is in eerste instantie door het Hechtingsinstituut een literatuurstudie naar het verlijmen van beton op staalplaten uitgevoerd [TUD-HI-1]. Vervolgens is door middel van statische en dynamische experimenten (figuur 19) onderzoek verricht naar de verlijming van diverse materialen op staalplaten [TUD-HI- 2, RWS-21]. De geteste materialen waren: staal; azobé hout; prefab beton (gewapend/ongewapend); gestort gewapend beton. Daarnaast zijn een viertal verschillende lijmen in het onderzoek betrokken. Figuur 19 Toegepaste buigopstelling (links) en detailopname van een staal op staal proefstuk [TUD-HI-2]. 4.4 Motivatie voor gekozen oplossingsrichting De voor verder uitgebreid onderzoek gekozen oplossing was die waarbij een zwaar gewapende, ter plaatse gestorte betonlaag (sterkteklasse C90/105) wordt aangebracht op een verlijmde laag split op het rijdek. Het gekozen betonmengsel is Contec Ferroplan, waarvan de eigenschappen zijn beschreven in [Contec-1]. In [RWS-2] is gesteld dat zowel gekozen zou kunnen worden voor het aanbrengen prefab betonplaten als het op locatie storten van het beton. De prefab platen zouden dan op het dek verlijmd moeten worden om één geheel met de staalconstructie te vormen. Nadeel van de prefab platen is dat golvingen in het dek in de lijmlaag opgevangen moeten worden en dat er delingen ontstaan ter plaatse van de overgang van de platen. Dat is de reden dat de oplossing met prefab betonplaten verder niet is onderzocht. Voor de verbinding aan het staal, van het op locatie te storten beton, zijn de volgende mogelijkheden beschouwd [RWS-2]: Het aanbrengen van deuvels, perfobond profielen en wapeningsstaal op het dek; Het puntlassen van gaas op het dek (was in Canada reeds zo uitgevoerd; figuur 20); Het aanbrengen van een (verlijmde) laag split op het dek; definitieve versie, 1 december van 100

28 Het aanbrengen van een (nog niet uitgeharde) laag lijm op het dek en het daarop storten van het beton. Figuur 20 In Canada toegepaste verbinding d.m.v. op het dek gepuntlast gaas [LIT-1]. De krachtsopbouw in het rijdek vindt direct onder en naast de wielen plaats. De daarbij optredende schuifspanningen zijn op deze plaatsen het grootst. Het is wenselijk dat de krachtsoverdracht van het beton naar de stalen rijdekplaat op elke locatie zo gelijkmatig mogelijk kan plaatsvinden. Dit om spanningsconcentraties zoveel mogelijk te vermijden. Spanningsconcentraties in de hechtlassen van deuvels zullen bijvoorbeeld aanleiding geven tot vermoeiingsproblemen in deze lassen. Hechtingsmiddelen die moeten worden vastgelast, zijn ook zeer arbeidsintensief. Ze moeten fijnmazig zijn omdat een vrachtwagenwiel overal op de overlaging kan voorkomen. De eerste twee oplossingen voor de verbinding hebben dus als nadeel dat ze erg arbeidsintensief zijn en de belasting op zeer lokale punten inleiden in het staal. Dat was de reden om het vervolgonderzoek vooral te richten op de laatste twee oplossingen. Uit de literatuurstudie van het Hechtingsinstituut [TUD-HI- 1] kwam naar voren dat een goede verbinding wordt verkregen als het beton op een nog niet uitgeharde lijmlaag wordt gestort. Echter, om uitvoeringstechnische redenen is daar niet voor gekozen en was het vervolgonderzoek gericht op de verbinding van de betonlaag door middel van een laag met grit ingestrooide epoxy. Omdat in de praktijk ook nog wel eens beton direct, zonder intermediaire hechtingslaag, op staal werd gestort, is die optie met enkele proeven experimenteel onderzocht [TUD-HI-3]. De resultaten waren slecht (relatief geringe breukkracht), zodat die oplossing verder niet opportuun was. Samengevat zorgt de gekozen oplossing van een epoxy hechtlaag met ingestrooid steenslag ervoor dat zo min mogelijk spanningsconcentraties bij de overbrenging van krachten van het stalen rijdek naar de overlaging zullen optreden, terwijl deze gemakkelijk is aan te brengen. Het aanbrengen van de betonoverlaging resulteert in een stijfheidsverhoging, waardoor (piek)spanningen in het stalen rijdek worden beperkt. Op de spanningsreductie wordt in Hoofdstuk 6 ingegaan. Samengevat waren de belangrijkste argumenten voor de gekozen oplossing van een verlijmde HSB-overlaging: Grootste reductie in piekspanningen; Relatief gemakkelijk aan te brengen; Ongelijkheden rijdekplaat goed op te vangen; Geen spanningsconcentraties in de verbinding; Er is al ervaring met betonoverlagingen beschikbaar definitieve versie, 1 december van 100

29 4.5 Effect van HSB-overlaging op de verschillende scheurtypen In 3.4 is aangegeven welke vier verschillende scheurtypen bij orthotrope stalen bruggen worden onderscheiden: Scheurtype 1: passtuk in trog; Scheurtype 2: aansluiting trog aan dwarsdrager; Scheurtype 3: trog-dekplaat las; Scheurtype 4: dekplaatscheur. De HSB-overlaging is primair bedoeld voor de dekplaatscheur en in iets mindere mate voor de langslasscheur (scheur in trog-dekplaatlas). Beide worden afdoende opgelost, alhoewel niet wordt uitgesloten (gezien de grote laslengte en de relatief beperkte inspectiemogelijkheden) dat na aanbrengen van de HSB-overlaging nog langslasscheuren kunnen worden gevonden (restanten van bij visuele inspecties gemiste scheuren of scheuren die net niet door waren). Dit wordt bevestigd door datgene wat bij de Moerdijkbrug is waargenomen. Voor de scheuren in de passtukken leidt de HSB-overlaging niet primair tot een spanningsreductie aan de onderzijde van de trog waar de scheur meestal begint. Echter, door de grotere stijfheid van dekplaat met de HSB-overlaging wordt een lokale belasting veel beter over de troggen gespreid, waardoor toch een reductie van de spanningen optreedt en dus een verlenging van de levensduur en beperking van de scheurgroeisnelheid. Opgemerkt kan worden dat de passtukproblematiek in hoge mate afhankelijk is van de lasdetailering en de kwaliteit van uitvoering. Dit verschilt zeer sterk per brug, waardoor het hier ook alleen brugafhankelijke problemen betreft. Uitsluiten van nieuwe scheuren in de passtukken is niet mogelijk. De scheur op de aansluiting van de trog aan de dwarsdragers komt bij bruggen met doorgestoken troggen niet veel voor. Het beton werkt hiervoor indirect mee op dezelfde manier als bij het passtuk. Dit scheurtype komt wel regelmatig voor bij bruggen met tussengelaste troggen. Daar speelt echter de dekplaatscheur weer veel minder, zodat de HSB-overlaging, die vanuit de dekplaatproblematiek is bedacht, daar niet een direct logische oplossing is. 4.6 Renovatietechnieken voor beweegbare bruggen [LIT-6] In de samenvatting van het proefschrift van De Jong [LIT-6] staat over het onderzoek naar de renovatietechnieken voor beweegbare bruggen het navolgende. Begin citaat: Voor beweegbare bruggen zijn drie renovatietechnieken, die de levensduur van het stalen brugdek verlengen, onderzocht: het verlijmen van een extra staalplaat bovenop het bestaande dek, het vullen van de trog met een polyurethaan, en het aanbrengen van een laag zeer hogesterkte beton op de bestaande dekplaat. Een verlijmde staalplaat levert een reductiefactor 3 op van ongeveer 0.5 voor de spanning in de dekplaat. In een vermoeiingstest is echter delaminatie opgetreden in de lijmlaag tussen 3 In [LIT-6] wordt gesproken over een spaningsreductiefactor van 0,5, waarmee is bedoeld dat de spanningen half zo groot worden. Met de beschrijvingen in dit rapport komt dit overeen met een reductiefactor definitieve versie, 1 december van 100

30 de twee staalplaten. Met een verbeterde lijmtechniek kan dit wellicht vermeden worden, maar dit dient onderzocht te worden. Het vullen van troggen geeft een spanningsreductiefactor tussen circa 0,12 en 0,8 voor de spanning in de dekplaat. Daarnaast zijn in een tweetal vermoeiingstesten lange dekplaatscheuren gegroeid. Dit alles maakt deze techniek tot een onbetrouwbare techniek, derhalve wordt vervolgonderzoek niet aanbevolen. Een dunne betonlaag geeft een spanningsreductiefactor van circa 0.18 to 0.28 voor de spanning in de dekplaat. Deze methode is echter nog niet op vermoeiing beproefd. Het lijkt een veelbelovende renovatietechniek, maar veel aanvullend onderzoek is nog nodig. De algemene conclusie is dat de onderzochte renovatietechnieken voor beweegbare brugdekken nog niet de gewenste levensduurverlenging hebben gebracht. Daarenboven worden met deze methoden ook nieuwe duurzaamheidsproblemen gecreëerd. Voor twee technieken, staalplaat verlijmen en zeer hoge-sterkte beton, is aanvullend onderzoek nodig. Met deze conclusie moet overwogen worden of het vernieuwen van een beweegbare brug geen beter alternatief is dan een renovatie indien zich vermoeiingsscheuren voordoen. De nadelen van de renovatietechnieken zijn duidelijk en dat maakt dat de extra kosten gemoeid met het vervangen van een brugdek geaccepteerd kunnen worden. Einde citaat definitieve versie, 1 december van 100

31 5 HSB-overlagingstechniek 5.1 Algemeen Dit hoofdstuk beschrijft de onderzochte en toegepaste HSB-overlaging. Hierbij dient bedacht te worden dat tijdens het ontwikkeltraject op diverse onderdelen aanpassingen zijn doorgevoerd. Zo is het onderzoek gestart met een overlagingsdikte van 50 mm. Dit kwam voort uit de gedachte dat met vervanging van 60 mm asfalt door 50 mm HSB de gewichtstoename beperkt zou zijn. Vervolgens is overgegaan naar een dikte van 60 mm. Bij de Moerdijkbrug verliep de dikte van ca. 50 mm, daar waar de brugsecties aan elkaar zijn gelast, tot ca. 90 mm midden daar tussen [HAG-4]. Bij het ontwerp van de versterking van de brug dient rekening te worden gehouden met het hogere eigengewicht van de overlaging en het alignement van de weg, waarvoor de brug ingemeten dient te worden voor én na het weghalen van het asfalt. Andere belangrijke aanpassingen zijn de vereenvoudiging van de wapening en de wijze van afwerken. In paragraaf 5.2 wordt de HSB-overlagingstechniek beschreven, zoals die, ten tijde van het opstellen van dit rapport, als laatste is toegepast. Dat was bij fase 3 en 4 (Westbaan) van de Moerdijkbrug. 5.2 HSB-overlagingstechniek Betonsamenstelling De toegepaste betonsamenstelling van het HSB met een vereiste eindsterkte van C90/105, was globaal per m 3 [LIT-8]: kg bindmiddel (portlandcement, silicafume en hulpstoffen); kg zand 0-2; kg graniet 2-5; - 75 kg staalvezels (12 mm lang en 0,4 mm dik) water Deze mengselsamenstelling resulteert in een tixotroop mengsel, hetgeen betekent dat het zich zonder verdichtingsenergie vrij stug gedraagt, maar onder invloed van trillingen goed verwerkbaar is. De zetmaat van het beton, op het werk gemeten, ligt doorgaans tussen de 20 en 40 mm en de schudmaat tussen de 300 en 350 mm. De voorgaand beschreven samenstelling is geschikt voor een dunne overlaging die met bijvoorbeeld hoog frequente trilbalken en/of trilnaalden wordt verdicht. Bij de samenstelling van het mengsel is het belangrijk om rekening te houden met de dikte van de te maken overlaging, de hoeveelheid wapening en de wijze van verdichten. De hoeveelheid grove toeslag moet zo worden ingesteld, dat de vorming van een cementpastalaag aan het oppervlak zo veel mogelijk wordt voorkomen. Bij gebruik van een slipformpaver wordt ca. 200 kg/m 3 meer graniet gebruikt. De hoeveelheden bindmiddel, zand, hulpstoffen, enz, moeten hier op worden aangepast. De specie is gevoelig voor enkele liters te veel of te weinig water per m 3 beton. Bij te weinig water wordt de specie moeilijk verwerkbaar en bij te veel water wordt deze te vloeibaar. Om de consistentie beheersbaar te houden, is het belangrijk om de grove en fijne toeslagmaterialen droog op te slaan. Wanneer deze toch nat kunnen worden, dan resulteert dit al gauw in enkele tientallen liters aanhangend water. De precieze hoeveelheid hiervan is definitieve versie, 1 december van 100

32 met de gangbare methoden moeilijk te achterhalen, zodat verrekening niet kan plaatsvinden. In de praktijk zijn hier de nodige problemen door ontstaan bij de afname en bij de verwerking van de specie (zie Hoofdstuk 9). De soortelijke massa van Contec Ferroplan specie varieerde in de praktijk van 2580 kg/m kg/m 3. De massa is afhankelijk van de variatie van de aard van het grove toeslagmateriaal (bijvoorbeeld Hyperit (zwaarder) of graniet), de waterhoeveelheid en het luchtpercentage. Voor de bepaling van het gewicht van de overlaging moet rekening worden gehouden met de toegepaste hoeveelheid wapening. Door de grote wapeningsdichtheid in de dunne overlaging kan de massa ervan toenemen met een waarde van ongeveer 400 kg/m Opbouw van de overlaging Het principe van de opbouw van gerealiseerde overlagingen is, van onder naar boven bezien (figuur 21en figuur 22): schoongestraalde rijdekplaat (roest-, stof-, vocht- en vetvrij); hechtlaag (2-3 mm epoxy, ingestrooid met gecalcineerd bauxiet 4-6 mm); afstandhouderstaven Ø8-500; twee lagen wapening Ø12-75; beton C90/105 (met staalvezels), vol en zat tussen de bauxietkorrels en de wapening aangebracht; een in epoxy ingestrooide slijtlaag. slijtlaag betonoverlaging hechtlaag rijdekplaat Ø Figuur 21 Ø12-75 Ø8-500 maten in mm Principe van de opbouw van gerealiseerde overlagingen met Ø12-75 voor zowel de langs als dwarswapening (bovenste staaf) en een Ø8-500 als afstandhouderstaaf [HAG-4]. Dit betreft de opbouw van de HSB-overlaging naar de laatste inzichten ten tijde van het opstellen van dit kennisdocument. De minimale dikte van de betonnen overlaging is 60 mm: hechtlaag 8 mm afstandhouderstaaf 8 mm wapeningsnet 2 12 mm 24 mm dekking 20 mm + minimale dikte 60 mm Soms heeft de overlaging plaatselijk een kleinere dikte, bijvoorbeeld bij de aansluiting van de overlaging op voegovergangen. Een voegovergang steekt meestal 50 mm boven de stalen rijdekplaat uit, omdat de gebruikelijke gietasfaltdikte 50 mm bedraagt. Enige definitieve versie, 1 december van 100

33 reductie van de dikte van de overlaging is mogelijk door afstandhouderstaven met een kleinere diameter toe te passen en/of een kleinere betondekking te hanteren. Op de Moerdijkbrug is bij de dunne overlagingsdelen bij de sectieovergangen (om de ca m) de langswapening aangepast van de Ø12-75 in Ø8-50. supportstaaf ø8 Moer met draadeind Figuur 22 Foto van de wapening en de hechtlaag van een gerealiseerde HSB-overlaging Epoxy hechtlaag Wanneer de stalen rijdekplaat is schoongestraald, dan mag deze slechts enkele uren onbeschermd blijven voordat daarop de epoxylaag wordt aangebracht. Wanneer dit langer gaat duren, dan moet een primerlaag worden aangebracht om de vorming van (vlieg)roest te voorkomen. De primer moet bij de toe te passen epoxy voor de instrooilaag passen. Om een goede hechting te kunnen waarborgen verdient het overigens aanbeveling om altijd een primer toe te passen. De kwaliteit van de epoxy is gelijkwaardig aan de epoxy die gebruikt wordt bij het aanbrengen van een epoxyslijtlaag op beweegbare bruggen. De laagdikte is 2 3 mm. Hiermee kunnen de in te strooien bauxietkorrels goed worden vastgezet. De consistentie moet zodanig zijn, dat de dikte over het gehele oppervlak constant blijft. De epoxy mag niet door de wegverkanting naar de lage zijde weglopen. Ook oneffenheden in de rijdekplaat kunnen aanleiding geven tot weglopen van de epoxy waardoor een te dunne of te dikke laag epoxy ontstaat. De aanhechtsterkte van de epoxy-hechtlaag dient ten minste 7,0 MPa te zijn (zie 5.4). Het instrooimateriaal moet zodanig van structuur ( scherp ) zijn, dat de vereiste hechtsterkte van het beton ruimschoots kan worden gerealiseerd. Het moet stofvrij zijn en droog (gevuurdroogd). In de uitgevoerde toepassingen is gecalcineerd bauxiet gebruikt (4-6 mm). Gecalcineerd bauxiet is een kunstmatig vervaardigd toeslagmateriaal geproduceerd van klei dat een hoog percentage aluminium(tri)oxide bevat. Deze klei wordt gesinterd in een oven bij een temperatuur van 1800 tot 2000 C en wordt daarna gebroken in de gewenste fracties. Behalve aluminium(tri)oxide bevat gecalcineerd bauxiet ook SiO 2, TiO 2 en een definitieve versie, 1 december van 100

34 klein aandeel Fe 2 O 3. Afhankelijk van het wingebied, de meest bekende soorten komen uit China en Brazilië, de zuiverheid, vervuiling tijdens het sinteren en de methode van sinteren ontstaat er een bepaalde kwaliteit. Kenmerkend is het ruwe oppervlak en de scherp gebroken vorm (figuur 23), hierdoor is een goede hechting gewaarborgd. De kleur verschillen treden op door het sinteren en de kleur wordt bepaald door de temperatuurverschillen die in de oven optreden. De drie methoden van sinteren zijn: schachtoven (schachtofen), rondoven (Rundofen) en draai rond oven (Drehrohrofen) en dit is tevens de volgorde van kwaliteit dus schachtoven heeft de laagste kwaliteit en draai rond oven de hoogste. De prijzen zijn voor een toeslagmateriaal zeer hoog. Meest voorkomende fracties zijn: 0-1 mm, 1-3 mm, 2-5 mm, 3-6 mm, 5-8 mm en 8-11 mm. Hoe lager de kwaliteit hoe meer scherven aanwezig zullen zijn. De korrels zijn zeer slijtvast. Andere instrooimaterialen kunnen lagere hechtsterktes tot gevolg hebben (zie [TUD-S-4]). Figuur 23 Foto van gecalcineerd bauxiet (Bron P. Buitelaar). Instrooimaterialen moeten bestand zijn tegen alkalisilicareacties (ASR). Met het instrooien moet bijtijds worden begonnen. Het is in de praktijk voorgekomen dat de aanhechtsterkte onvoldoende was omdat te laat werd begonnen met instrooien. De aanhechtsterkte van het beton moet tenminste 3 MPa zijn. De aannemer moet de in het werk gerealiseerde hechtsterkte aantonen. Op plaatsen waar de hechtsterkte wordt gemeten mag de wapening (zeer lokaal) worden weggelaten (figuur 24). Het doorboren van de wapening en de aanwezigheid van wapening in het breukvlak kan de treksterkte van de te trekken cilinder nadelig beïnvloeden. Figuur 24 Lokaal weglaten van wapening voor later uit te voeren hechtproef definitieve versie, 1 december van 100

35 5.2.4 Randopsluiting Door krimp en afkoeling wil de overlaging verkorten. Deze verkorting wordt verhinderd omdat de overlaging schuifvast verbonden is aan het stalen rijdek. De verhinderingskrachten concentreren zich aan de randen van de overlaging. Door het feit dat de resultante van de verhinderingskracht niet samenvalt met de resultante van de trekkracht in de overlaging, heeft de rand van de overlaging de neiging om omhoog te komen. Dit noemt men het schoteleffect (zie figuur 6). Om het schotelen te voorkomen, moet de overlaging langs de randen in verticale richting worden vastgemaakt aan de rijdekplaat. Bij de gerealiseerde overlagingen bestaat deze aansluiting uit een randprofiel. In zijn eenvoudigste vorm bestaat dit randprofiel uit een standaard stalen Z-profiel, dat op de rijdekplaat wordt gelast of gelijmd (figuur 26). In figuur 25 is het besteksdetail voor de Moerdijkbrug te zien. Figuur 25 Oorspronkelijk besteksdetail voor de randopsluiting bij de Moerdijkbrug, waar de HSB-laagdikte varieerde van ca. 50 mm tot ca. 100 mm. Het randprofiel wordt belast door een verticaal omhoog gerichte kracht. Om afboeren van het beton te voorkomen is de wapening in de overlaging minimaal 20 mm onder de bovenflens van het randprofiel ingestoken. Als minimale dikte voor de overlaging onder de bovenflens van het randprofiel is 45 mm aangehouden. Figuur 26 Z-profiel als randopsluiting (brug Hagestein) definitieve versie, 1 december van 100

36 Voor de verlopende overlagingsdikte bij de Moerdijkbrug is bij de westbaan de randoplossing toegepast, zoals die in figuur 27 is te zien. Nadat een hoeklijn op het dek was gelijmd, zijn in het werk een stelstrip met bouten aan de hoeklijn bevestigd en deuvels via lassen aangebracht. Bij geringe dikte van de overlaging (minder dan ca. 60 mm) was het nodig om een aanvullende maatregel te nemen, die eruit bestond dat een strip werd opgelast, waaronder dan het beton van de overlaging goed moest worden aangebracht (zie en [AANN-1]). Figuur 27 Randprofiel voor verlopende overlagingsdikte zoals toegepast bij de westbaan van de Moerdijkbrug [COP-7] Stortnaden Stortnaden komen voor als de overlaging in de lengte of breedte in fases moet worden aangebracht. In principe zijn de locaties van de stortnaden vooraf bekend, maar het kan voorkomen dat de stort onverwachts moet worden gestopt, bijvoorbeeld in verband met een materieelstoring of een probleem met de aanlevering van beton. In beide gevallen moet, direct nadat het storten is gestopt, de stortnaad worden voorbereid. De voorbereiding bestaat onder andere uit het aanbrengen van een opsluit- en geleidestrip en het afdekken van de stekken met plastic. Bij stortnaden wordt de wapening volledig constructief doorgezet. In figuur 28 is een foto te zien van de stortnaad in lengterichting (tussen fase 1 en fase 2) op de oostbaan van de Moerdijkbrug. Voor de westbaan is een aangepaste uitvoering toegepast (zie 10.4). Figuur 28 Stortnaad tussen fase 1 en fase 2 van de oostbaan van de moerdijkbrug definitieve versie, 1 december van 100

37 Bij gerealiseerde overlagingen zijn de locaties van de stortnaden zodanig gekozen, dat de verbinding in de stortnaad niet maximaal zal worden belast, zoals bijvoorbeeld het geval is in een vrachtwagenspoor. Zo zijn bijvoorbeeld stortnaden vlak naast de rechterrijstrook toegepast. 5.3 Uitvoering In de loop der tijd is de wijze van uitvoeren op diverse punten aangepast. Dit geldt voor zowel de wijze van aanbrengen van de wapening, beton en randstelprofiel, alsmede de wijze van verdichten. Op de verschillende uitvoeringswijzen wordt onder andere in Hoofdstuk 9 ingegaan. De wijze van uitvoeren bij de westbaan van de Moerdijkbrug, de ten tijde van het opstellen van dit rapport laatst toegepaste overlaging op een stalen brug, wordt navolgend beschreven (ontleend aan [COP-7]). Nadat het asfalt is verwijderd, de stalen brug is geïnspecteerd op aanwezige scheuren en scheuren zijn gerepareerd, is de uitvoeringswijze als volgt: - Dek stofvrij stralen (figuur 30 links) - Verlijmen van randstelprofielen - Primeren dek - Aanbrengen hechtlaag afgestrooid met bauxiet (figuur 30 rechts) - Lassen van deuvels aan randstelprofiel (figuur 27) De werkzaamheden zijn uitgevoerd in een doorwerkvoorziening (tent). De voordelen van het gebruik van een tent zijn: - het creëren en handhaven van de noodzakelijke klimatologische omstandigheden voor het stralen van het stalen dek (figuur 29) en het aanbrengen van de primer en de hechtlaag; - betere arbeidsomstandigheden tijdens het betonstorten (zie navolgend voor enkele potentiële negatieve aspecten met betrekking tot arbeidsomstandigheden); - het voorkomen van wind en daarmee extra verdamping van water; - minder kans op stilstand bij het aanbrengen van het HSB en daarmee voorkomen van problemen van aansluiting van vers beton aan beton dat inmiddels al enigszins is uitgedroogd; Samenvattend kan worden gesteld dat de risico s sterk toenemen als niet wordt gewerkt met een tent en het gebruik er van zeer sterk is aan te bevelen om de juiste kwaliteit van de HSB-overlaging te bereiken. Een nadeel van is echter wel dat bij harde wind de tent extra gezekerd dient te worden en dat deze bij zeer harde wind misschien zelfs tijdelijk moet worden gestreken. Overigens verdienen de arbeidsomstandigheden bij het gebruik van een tent in bepaalde gevallen wel bijzondere aandacht. Zo kan het in de zomerperiode erg warm worden in de tent en bij het vegen en werken met split kan zoveel stof vrijkomen dat het zicht sterk wordt belemmerd en het dragen van een stofkapje zelfs niet voldoende is definitieve versie, 1 december van 100

38 Figuur 29 Voorbewerken van het stalen rijdek in de tent. Nadat de wapeningsmatten zijn aangebracht (figuur 31 links) en op hoogte gesteld met draadeinden en aangelaste moeren of, plaatselijk, afstandhouderstaven (figuur 22), is het beton gestort. Figuur 30 Stofvrij stralen in de doorwerkvoorziening (links) en aanbrengen van epoxy en instrooien van bauxiet (rechts)[cop-7]. Voor de HSB-overlaging van de westbaan van de Moerdijkbrug is gewerkt met een mobiele menginstallatie, die voor fase 3 bij Wolst Beton in Zevenbergen was opgesteld en voor fase 4 direct naast de brug op de zuidelijke oever stond. De zandbestanddelen en het hyperit (Noors graniet; gedroogd) waren in bigbags aangevoerd en de binder in bulk. In deze specifieke situatie werd de superplast in droge vorm tezamen met het bindmiddel aangevoerd. Door de aanwezigheid van superplast in poedervorm bedraagt de noodzakelijke definitieve versie, 1 december van 100

39 mengtijd tenminste 3 minuten per charge teneinde de gewenste plastificerende werking te verkrijgen. Met betonmixers (max. 4,5 m 3 in 8 m 3 mixers) is het beton naar de brug gebracht (transporttijd 30 tot 45 minuten) en vanaf de calamiteitenstrook met een telescopische transportband in de tent gebracht (figuur 31 rechts). Figuur 31 Aanbrengen wapeningsmatten (links) en storten vanaf de calamiteitenstrook (rechts) [COP-7]. Op de centrale is voor elke mixer de vloei/verdichtingsproef uitgevoerd en op het werk is de vloei en zetmaat bepaald. Tevens is de consistentie van het beton zowel op de centrale als kort voor het storten op de brug, gecontroleerd met de, naar aanleiding van problemen op de oostbaan, speciaal ontwikkelde BAS UHPC-test (zie 10.5) Het beton viel vanaf 2 m hoogte van de transportband op het wapeningsnet. Het beton is zowel handmatig als machinaal verdicht. Eerst met trilnaalden, waarna het beton verder mechanisch werd verdeeld (Figuur 32). Bij het verdichten is oogtoezicht nodig om voldoende zekerheid te krijgen over de juiste mate van verdichting (dit beperkt het onderzoek achteraf aan te boren kernen). Verdichting met trilnaalden bij de randen en de overlaplassen kreeg extra aandacht. Bij de randen van de westbaan van de Moerdijkbrug was dat vooral om daar het beton goed onder de toegepaste deuvels en tussen de bauxietkorrels van de hechtlaag te krijgen. Na het afreien met een hoog frequente trilbalk is direct curing aangebracht en met folie afgedekt om uitdrogen te voorkomen (figuur 32). De folie plakt aan de verse curing op het beton, waardoor opwaaien wordt voorkomen. Om aan de eis voor de vlakheid (max. 3 mm onder een rei van 3 m) te voldoen is er bij de westbaan van de Moerdijkbrug voor gekozen om een overhoogte aan te brengen, om vervolgens in twee freesgangen max. 5 mm te verwijderen (figuur 33). Als eindafwerking is het dek achtereenvolgens met een veegzuigwagen schoongeveegd, via stofvrij stralen opgeruwd en voorzien van een slijtlaag bestaande uit epoxy met ingestrooid gecalcineerd bauxiet (figuur 34) definitieve versie, 1 december van 100

40 Figuur 32 Stortfront (links) en trilband en foliewagen (rechts) [COP-7]. Figuur 33 Frezen en schoonmaken rijdek (links) en eindresultaat na frezen (rechts) [COP-7]. Figuur 34 Aanbrengen van de slijtlaag [COP-7]. 5.4 Eisen aan de HSB-overlaging Voor de praktijktoepassingen Lekbrug bij Hagestein en Moerdijkbrug zijn door Rijkswaterstaat de eisen aan onder andere de eigenschappen en de uitvoering van de wapening, de randopsluiting, de epoxy-primerlaag, de epoxy-hechtlaag en de HSB-overlaging definitieve versie, 1 december van 100

41 vastgelegd in respectievelijk [RWS-13] en [RWS-14] ( Bestek en Voorwaarden ). In de loop der tijd zijn de eisen op een aantal punten ook enigszins aangepast. Onderstaand is een overzicht gegeven van een groot aantal (dus niet alle en niet volledig) eisen aan de HSB-overlaging, zoals die medio 2009 voor Rijkswaterstaat golden. Algemene eis aan de betonoverlaging - Opdrachtnemer dient door middel van een representatieve proef voorafgaand aan de uitvoering aan te tonen dat de beoogde betonoverlaging met de beoogde werkwijze en middelen kan worden gerealiseerd en dat aan de gestelde eisen wordt voldaan. Eisen aan de randen en stortnaden - Aan alle zijden van de betonoverlaging dient een continue randopsluiting te worden aangebracht. Deze randopsluitingen dient een verticale belasting 4, ten gevolge van de krimp van het beton, te kunnen overdragen naar het stalen dek. - De randopsluiting dient zodanig te worden uitgevoerd dat een vloeiend verloop van het betonoppervlak mogelijk is. - Ter plaatse van stortnaden dient de belasting in het vlak van het beton te worden doorgeleid. Bij een stortnaad in lengterichting van de brug betekent dit dat de wapening in breedterichting volledig constructief wordt doorgekoppeld. - Bij stortnaden dient te worden aangetoond dat, bij deze tijdelijke beïndiging, de hsb-overlaging voldoende aanhechting heeft aan de ondergrond. - Indien de randopsluitingen op het dek worden gelast moet eventuele schade aan de conservering van de brug worden hersteld. - De ruimte tussen de randprofielen en de bestaande asfaltconstructie moet worden gereinigd en gevuld met een niet waterdoorlatend bitumineus materiaal dat de randprofielen beschermt tegen corroderen. Op de bovenzijde van de randprofielen moet een conserverende laag worden aangebracht die 50 mm doorloopt over het beton. Deze laag moet voldoende elastisch vermogen hebben om de overgang tussen het randprofiel en het beton waterdicht af te sluiten. Eisen aan de wapening - De wapening in de overlaging bestaat uit 2 lagen 12 mm hart op hart 75 mm. - Het overlagingssysteem is gebaseerd op de lokale krachtswerking. Toelichting: Door de globale krachtswerking kunnen lokaal extra krachten in de overlaging ontstaan. Deze zones vragen om extra aandacht ten aanzien van de detaillering en levensduur. - In afwijking op NEN 6720 (VBC 1995) bedraagt de ontwerpwaarde voor de betondekking op de bovenzijde van de buitenste staaf minimaal 20 en maximaal 25 mm. - Het verlengen van wapening middels overlappingslassen is in dwarsrichting van de brug alleen toegestaan bij stortnaden. Toelichting: Het verlengen van wapening middels overlappingslassen kan bij dunne overlagingen leiden tot ongewenste wapeningsconcentraties waardoor het beton de wapening niet goed kan omhullen met als mogelijk gevolg holle ruimten in de overlaging en een daaraan gerelateerde verkorte levensduur. Eisen aan de betonsamenstelling - Het beton bevat minimaal 75 kg staalvezels per kubieke meter, welke gelijkmatig verdeeld dienen te zijn in het beton. De staalvezels dienen een lengte te hebben van 12,5 mm en een diameter van 0,4 mm. - Het toegepaste grove toeslagmateriaal moet in de korrelgroep 2/5 vallen volgens de NEN-EN De toeslagmaterialen moeten ongevoelig zijn voor aantasting door alkali-silica reactie (ASR) volgens CUR aanbeveling Het percentage lucht in de betonmortel mag bij verwerking maximaal 2% bedragen - De volumieke massa mag maximaal 2500 kg/m 3 +/- 5% bedragen 5. 4 Over de grootte van de optredende verticale belasting bestaat nog onvoldoende duidelijkheid (zie ook 10.4). 5 Herziening van deze eis lijkt op zijn plaats, omdat voor het betonmengsel dat bij de Moerdijkbrug is toegepast een waarde van 2625 kg/m 3 is gerapporteerd definitieve versie, 1 december van 100

42 - De verwerkbaarheid van de betonspecie dient te zijn afgestemd op geometrie van de overlaging, de wapeningsdichtheid en de wijze van uitvoering. Afkeurcriteria dienen voorafgaand aan de uitvoering te worden vastgesteld. Toelichting: Een goede methode om de verwerkbaarheid van dergelijke betonmengsels te meten is de BAS UHPC proef. In de praktijk is gebleken dat, gegeven de bestaande constructie van de tot nu toe overlaagde bruggen, met genoemde samenstelling een goede hsb-betonoverlaging kan worden vervaardigd. Eisen aan het verharde beton - De betonkwaliteit van het HSB beton voor de overlaging is C90/105. De karakteristieke waarde van de kubusdruksterkte zoals gedefinieerd in NEN 6720 dient minimaal 105 MPa te zijn. - De Elasticiteitsmodulus dient na 28 dagen een waarde te hebben van 50 GPa met een tolerantie van 10%. - De buigtreksterkte dient na 28 dagen een gemiddelde waarde te hebben van 10 MPa met een tolerantie van 25%. - De autogene krimp na 90 dagen moet kleiner zijn dan 0,3. - De verhardingskrimp na 90 dagen mag niet meer bedragen dan 0,45. - De thermische uitzettingscoëfficiënt dient in het temperatuurgebied C na 28 dagen een waarde te hebben van 10x10-6 / C met een tolerantie van 10%. - Het massa verlies bij beproeving op vorst-dooizout bestandheid dient kleiner te zijn dan 10 gram per m 2. - De bestandheid tegen chloride indringing dient aangetoond te worden met de RCM methode (beschreven in CUR Aanbeveling 48, versie 2009, op basis van NT BUILD 492) op 28 dagen ouderdom. De Drcm mag niet groter zijn dan 2x10-12 m 2 /s. Indien deze waarde hoger uitvalt dient de proef opnieuw te worden uitgevoerd op een samenstelling zonder staalvezels. - Het beton dient te voldoen aan het Bouwstoffenbesluit Bodem en oppervlaktewaterbescherming d.d. 1 november Producteisen aan de betonoverlaging - De aanhechtsterkte aan de epoxy-hechtlaag moet minimaal 3 MPa bedragen, bepaald na 28 dagen verharding op kernen met een diameter van 50 mm. Per 200 m 2 overlaging dient minimaal één proef te worden uitgevoerd. Indien een dagproductie kleiner is dan 200 m 2 dient op dit deel van de overlaging eveneens minimaal één proef te worden uitgevoerd 6. - De dikte van de aan te brengen overlaging dient afgestemd te zijn op een vloeiend verloop van het wegdek over de totale lengte van de brug en dient bij voorkeur 60 mm te bedragen met een minimum van 55 mm. - De onvlakheid van de betonoverlaging mag niet groter zijn dan 3 mm onder een rei van 3 meter. Toelichting: Door de overlaging met een overhoogte van een aantal mm aan te brengen en deze later door middel van frezen weer te verwijderen kan het dek op eenvoudige wijze in profiel worden gebracht. - Luchtinsluitingen mogen niet groter zijn dan 5 mm. Het totaal percentage holle ruimte in de betonmortel mag na verharding maximaal 4% bedragen. - (Krimp)scheuren in het beton mogen binnen een maand na aanbrengen geen grotere scheurwijdte hebben dan 0.1 mm. Toelichting: De hier bedoelde scheuren zijn het gevolg van krimp van het beton in de verhardingsperiode. Als gevolg van de verkeersbelasting zullen in het gebruikstadium de scheuren tijdelijk groter kunnen worden. Deze scheuren worden ook wel dynamische scheuren genoemd, zij blijven open en dicht gaan als gevolg van de wisselende belasting. Daarom worden om duurzaamheidsredenen strenge eisen gesteld aan de scheurwijdte. In ROBK 6 wordt, in aanvulling op NEN 6720, voor de bovenzijde van het rijdek een minimale dekking van 40 mm geeist. De maximale scheurwijdte mag conform NEN ,2 mm bedragen. Omdat in afwijking hiervan de minimale betondekking voor de overlaging 20 mm bedraagt is de eis ten aanzien van maximale scheurwijdte van de overlaging evenredig strenger gehouden en op 0,1 mm gesteld. Proceseisen aan de betonoverlaging - De temperatuur van de omgeving, het betonmengsel en de ondergrond, mogen tot dat het beton een druksterkte van minimaal 50 MPa heeft bereikt, niet lager zijn dan 5 graden Celsius en niet hoger zijn dan 25 graden Celsius. De buitentemperatuur ter hoogte van het brugdek moet geregistreerd worden. - De betonspecie dient direct na het afwerken te worden beschermd tegen uitdroging en snelle temperatuursveranderingen door zonnebestraling of uitstraling s-nachts tot dat het beton een druksterkte van mi- 6 Gezien de ervaring met de westbaan van de Moerdijkbrug ligt aanpassing van deze eis voor de hand definitieve versie, 1 december van 100

43 nimaal 50 MPa heeft bereikt. Toelichting: In de praktijk is gebleken dat met een doorwerkvoorziening een goede HSB-betonoverlaging kan worden vervaardigd. Hierbij werd de epoxy hechtlaag en het beton in een tent aangebracht. Tevens zijn daarbij voorzieningen getroffen om te voorkomen dat het beton tijdens de verharding kon uitdrogen. - De betonoverlaging mag niet worden belast voor dat deze een druksterkte van minimaal 50 MPa heeft bereikt. Eisen aan de epoxy-hechtlaag - De hechting tussen de onderlinge lagen van de producten en de hechting aan het stalen dek dient ten minste 7 MPa bedragen. - Het instrooimateriaal van de hechtlaag dient te bestaan uit stofvrij vuurgedroogd gecalcineerd bauxiet met een korrelgrootte van 3 6 mm. - Voor aanbrengen van de epoxy hechtlaag (of primer) moet het stalen dek worden gestraald conform het productinformatieblad van de leverancier. Indien niet vermeld moet de reinheidsklasse SA 2½ volgens ISO :1988 bedragen en moet de oppervlakteruwheid overeenkomen met een Rz-waarde van 40 tot 200 µm volgens ISO Na voldoende uitharding van de epoxy-hechtlaag moet het losliggende instrooimateriaal volledig worden verwijderd door middel van een combinatie van uitborstelen en zuigen. Eisen aan de epoxy-slijtlaag - De stroefheid moet minimaal 0.52 bedragen, gemeten met proef 150 van de Standaard. - Het verlies van instrooimateriaal mag maximaal 26% zijn zoals omschreven in BRL-9143 paragraaf 2.2.6, inclusief wijzigingsblad dd 1/5/2005, volgens verkeersklasse 4 en 5. - De hechting tussen de onderlinge lagen van de producten en de hechting aan het beton dient minimaal 3,5 MPa te zijn. - Ten aanzien van de langsvlakheid van de overlaging moet de C5-waarde per 100 m-vak (bepaald met Viagraaf) 3% na aanbrengen van de epoxy slijtlaag, conform proef 149 uit de Standaard. - De gewogen rijpheid van het beton dient minimaal 1200 C-uur te zijn voor aanbrengen van de epoxyslijtlaag. Opgemerkt moet worden dat in het voorgaande overzicht van de eisen aan de HSBoverlaging op verschillende onderdelen wel de eis is gesteld, maar niet de norm is aangegeven volgens welke getoetst dient te worden of aan de eis wordt voldaan. In het Programma van Eisen geeft Rijkswaterstaat dat wel aan, maar voor dit rapport is het weggelaten. Kortom, het voorgaande mag niet worden gezien als het totale PvE dat Rijkswaterstaat gebruikt voor het aanbrengen van de HSB-overlagingen definitieve versie, 1 december van 100

44 6 Analyses en berekeningen 6.1 Algemeen Voor de belastingafdracht zijn verschillende niveaus te onderscheiden (6.2), waarvoor berekeningen zijn uitgevoerd. Resultaten van berekeningen zijn onder andere te vinden in het proefschrift van De Jong [LIT-6]. Daarin is de aandacht vooral gericht op de afdracht van de wielbelasting op het rijdek naar de trogbenen (6.3). De vele berekeningen gericht op de krachtswerking in, en de toetsing van, de HSB-overlaging zijn vastgelegd in de documenten [RWS-HB- ](6.4). Zoals eerder is aangegeven, is bij deze berekeningen gebruik gemaakt van op dat moment beschikbare staal- en betonnormen, voor zover deze relevant en toepasbaar werden geacht, aangevuld met de resultaten van proeven en observaties aan reeds uitgevoerde overlagingen. In 2008 is de toepasbaarheid van alle mogelijk relevante normen en richtlijnen onderzocht (6.5) [HAG-7]. Bedacht dient te worden dat, net zoals dat geldt voor de HSB-overlaging op de stalen bruggen zelf, ook voor de berekeningen geldt dat een ontwikkelingstraject is doorlopen, waarbij inzichten lopende het proces zijn bijgesteld. Daar komt nog bij dat laboratoriumonderzoeken, applicatieproeven en praktijktoepassingen tot op zekere hoogte parallel hebben gelopen met het traject van berekeningen en analyses, zoals is geschetst in figuur 1. Er was ook duidelijk een interactie tussen de verschillende sporen. Bijvoorbeeld, toen uit de applicatieproef op de Calandbrug bleek dat scheuren in dwarsrichting optraden, werd onderzoek en berekening naar scheurwijdte en de invloed op de duurzaamheid belangrijker. Verder was het ook op diverse punten nodig beslissingen te nemen, zonder dat berekeningen er aan ten grondslag lagen. Overigens ging het dan wel om aspecten, waarvoor geldt dat verondersteld mocht worden dat de oplossing zeer conservatief is. In 6.4 is min of meer de geschiedenis van de diverse berekeningen geschetst. Nadat bij de praktijktoepassingen op de Lekbrug en de oostbaan van de Moerdijkbrug een aantal zaken niet volgens plan verliep, zijn nog diverse berekeningen uitgevoerd. Dat was nodig om, ofwel aan te tonen dat de verkregen overlaging toch in orde is (bijvoorbeeld voor het plaatselijk ontbreken van de dekking [HAG-3]), of om een aangepaste uitvoeringswijze te ontwerpen, c.q. verifiëren (bijvoorbeeld voor het vereenvoudigen van de wapening [HAG-4]). Bij die berekeningen is gebruik gemaakt van de resultaten van de basisberekeningen [RWS-HB-.]. 6.2 Niveaus in belastingafdracht Voor de krachtsafdracht van een wielbelasting naar de constructie zijn verschillende niveau s te onderscheiden (figuur 35): Primair Dit betreft de afdracht van de wielbelasting op het rijdek naar de trogbenen. Het heeft locaal sterk verlopende momenten in het rijdek tot gevolg. Secundair De wiellast wordt verdeeld over de troggen die naast de direct bereden troggen liggen. Dit veroorzaakt dwarsmomenten die wat minder steil verlopen dan de primaire momenten. De grootte is in de orde van grootte van de primaire momenten definitieve versie, 1 december van 100

45 In langsrichting ontstaan normaalspanningen in het rijdek. Deze belastingafdracht treedt op tussen de dwarsdragers, maar niet ter plaatse van de dwarsdragers. Tertiair De troggen dragen belasting af naar de dwarsdragers. De dwarsdragers dragen deze belasting weer over naar de hoofddraagconstructie. Door momenten in de dwarsdragers ontstaan normaalspanningen in dwarsrichting van het rijdek. Voor de berekening wordt er van uitgegaan dat de dwarsdragers nauwelijks worden ingeklemd door de hoofdliggers. De bijdrage aan de dwarsmomenten in het rijdek is verwaarloosbaar. Kwartair De dwarsdragers dragen de belasting over op de hoofddraagconstructie, de hoofdliggers. In het rijdek ontstaan normaalspanningen in langsrichting van het rijdek; druk in het midden van de overspanningen en trek boven de rivierpijlers (situatie brug Hagestein). De bijdrage aan de dwarsmomenten in het rijdek is verwaarloosbaar. primair Moment secundair doorbuiging troggen Moment tertiair quartair Moment Figuur 35 Niveau's in belastingsafdracht definitieve versie, 1 december van 100

46 6.3 Berekeningen in proefschrift van De Jong [LIT-6] In [LIT-6] zijn resultaten van zeer uitvoerige drie-dimensionale eindige-elementenberekeningen, uitgevoerd door Pover, weergegeven. Verschillende modellen zijn gebruikt voor het bestuderen van: a) het locaal gedrag van de rijvloer alleen bij een wiellast boven de trog ter plaatse van de dwarsdrager (primair niveau van belastingafdracht); b) het locaal gedrag van de rijvloer en gedrag van de dwarsdrager bij een wiellast boven een trog ter plaatse van de dwarsdrager (primair en tertiair niveau van belastingafdracht); c) het locaal gedrag van de rijvloer bij een wiellast tussen de dwarsdragers (primair en secundair niveau van belastingafdracht). Of de resultaten voor onderdeel b het werkelijke gedrag goed representeren, is volgens [LIT-6] discutabel. Daarom wordt navolgend alleen ingegaan op enkele resultaten voor de berekeningen voor de onderdelen a en c. Ad a) Wiellast boven trog en dwarsdrager en alleen lokaal rijvloergedrag Het gebruikte 3D-model en een voorbeeld van een resultaat is weergegeven in figuur 36. Voor de HSB-overlaging is gerekend met een elasticiteitsmodulus van MPa (ongescheurd beton). In het rechter deel van de figuur is te zien dat in de rijvloer tussen de trogbenen een positief moment optreedt (uitgezet is de spanning aan de onderzijde van de rijvloer) en ter plaatse van de aansluiting van de trogbenen aan de rijvloer een negatief moment. Het gedeelte van de rijvloer tussen de twee trogbenen gedraagt zich bij benadering als een aan twee zijden ingeklemde ligger. Van Dooren [COP-3] heeft ook berekeningen gemaakt met een vereenvoudigd rekenmodel dat daarop is gebaseerd (figuur 37). De twee spanningslijnen in figuur 36 behoren bij een rijvloer (dik 12 mm) zonder iets daarop (No. 1) en bij dezelfde rijvloer met 50 mm HSB-overlaging er op (No. 4). De maximale spanning is respectievelijk -483 MPa en -49,7 MPa ( factor 10). Echter, om de spanningsreductie bij vervanging van het asfalt door een HSB-overlaging te kennen, moet worden vergeleken met de berekening met asfalt op de rijvloer. Voor die situatie was een maximale spanning van -250 MPa gevonden, zodat in dit geval met de 50 mm HSBoverlaging een spanningsreductie met een factor 5 is bereikt. Als variant is tevens gekeken naar het additioneel ook nog vullen van de trog. Dat bleek geen effect te hebben, hetgeen was te verwachten, omdat de HSB-overlaging zo stijf is dat de rijvloer tussen de trogbenen in die situatie vrijwel niet meer doorbuigt definitieve versie, 1 december van 100

47 Figuur 36 Toegepast EEM-model en resultaat voor bestudering locaal gedrag van rijvloer bij wiellast boven trog en dwarsdrager (Sxx is spanning in de onderzijde van de rijvloer) [LIT-6]. Figuur 37 Mechanicamodel voor vereenvoudigd model voor wiellast boven trogbeen [COP-3] definitieve versie, 1 december van 100

48 Ad c) Wiellast tussen de dwarsdragers In het EEM-model zijn drie trogbenen in beschouwing genomen (figuur 38). Gevonden is dat, afhankelijk van de positie van de wiellast, spanningsreductiefactoren van 0,3 tot 0,4 zijn gevonden. Een spanningsreductiefactor 0,4 betekent dan een reductie van de spanning met een factor 2,5. Figuur 38 Toegepast EEM-model en plaats van wiellasten voor bestudering locaal gedrag van rijvloer bij wiellast tussen de dwarsdragers [LIT-6]. In de pilot op de Calandbrug zijn uitgebreide rekmetingen verricht, zowel voordat het asfalt was verwijderd als nadat de HSB-overlaging was aangebracht. Resultaten van die metingen zijn opgenomen in [LIT-6]. Daarin is gesteld dat er geen specifiek dwarsdrager gedrag is gemeten, zodat de modellen die alleen het locale rijvloer gedrag meenemen, geschikt zijn voor een wiellast ter plaatse van de dwarsdrager. Een spanningsreductiefactor van 0,2 voor de spanning in de rijvloer (Scheurtype 4: dekplaatscheur) en 0,4 voor de spanning in de trog-dekplaat las (Scheurtype 3) is voorgesteld. Uitgaande van een eenvoudige conservatieve benadering en een helling van m = 3 in de vermoeiingscurve, resulteert dit in een levensduurverlenging met een factor van respectievelijk 125 (=5 3 ) en 16 (=2,5 3 ). 6.4 Berekeningen voor de HSB-overlaging (Documenten RWS-HB- )] Algemeen De berekeningen in 6.3 zijn uitgevoerd door medewerkers van Rijkswaterstaat met een staalachtergrond. Parallel aan die berekeningen zijn door medewerkers met een betonachtergrond berekeningen uitgevoerd met een enigszins ander model. In grote lijnen komen de resultaten van beide berekeningsmethoden overeen. Met de berekeningen, die navolgend op hoofdlijnen worden besproken, zijn ook diverse andere zaken beschouwd dan met de berekeningen in Toegepast model In de documenten [RWS-HB-1] tot en met [RWS-HB-13] is de krachtswerking in het rijdek berekend met het model van figuur 39. Daarmee kunnen de primaire en secundaire effecten voldoende nauwkeurig worden berekend. De belastingen zijn op het middelste vloerveld gezet. De (ontbrekende) invloed van de vloervelden naast het model is aanvaardbaar klein. De middensteunpunten (de dwarsdragers) worden gevormd door stalen definitieve versie, 1 december van 100

49 schotten. De elementen die aan de eindsteunpunten grenzen zijn daar in de knopen gefixeerd. De spanningen die met de EEM-berekening zijn berekend, zijn omgewerkt naar krachten en momenten op de doorsnedes ten behoeve van het toetsen van die doorsnedes. De inzet van een drie dimensionaal elementennet bleek nodig om voldoende nauwkeurige berekeningsresultaten te krijgen. Het elementennet moet wel voldoende fijnmazig zijn. De mogelijkheden van een Guyon-Massonnet benadering of een orthotrope plaatschematisering zijn ook onderzocht. Echter de resultaten daarvan bleken niet bruikbaar te zijn. De tertiaire en quartaire krachtswerking kan op de gebruikelijke manier met bijvoorbeeld een liggerprogramma worden berekend. De effecten moeten worden gesommeerd op die van de primaire en secundaire krachtswerking. Figuur 39 Rekenmodel voor het brugdek [RWS-HB-4] Uitgevoerde (validatie)berekeningen Navolgend is min of meer de historie van de berekeningen geschetst en de relatie met onderzoeken, waarvan de resultaten zijn samengevat in Hoofdstuk 7. Opgemerkt moet worden dat niet alle berekeningen zijn vastgelegd in documenten die toegankelijk zijn. In eerste instantie zijn alleen berekeningen van de primaire dwarsmomenten uitgevoerd. In beginsel zou het beton 50 mm dik worden. Het gewicht was dan nauwelijks meer dan 60 mm gietasfalt. Opneembare dwarsmomenten in de uiterste grenstoestand (UGT) overstegen de op te nemen momenten met een factor 7. Krimpeffecten hoefden daarin niet te worden meegenomen. Aan langsmomenten werd nog niet gerekend. Door de toe te voegen wapening en beton zelf zou het draagvermogen meer toenemen dan de toename van de verkeersbelasting, zo was de verwachting. Voor een versterkt rijdek is volgens [HAG-6] tabel 4 voor een gescheurde doorsnede M u = 36,4 knm/m voor dwarsmomenten met trek boven. Volgens tabel 5 in [HAG-6] is M u = +136,2 knm/m voor dwarsmomenten met druk boven. Voor een onversterkt rijdek zijn de momenten boven de doorvoeren van de troggen door de dwarsdragers maatgevend. Volgens [HAG-3] hoofdstuk zijn de momenten M d = 1,5*(-3,4 en +1,7) knm/m. Hieruit volgt M u /M d = 7,1 {=-36,4/(1,5*- 3,4)} voor het negatieve moment. Voor het positieve moment wordt een factor 53 gevonden. Voor de BGT (bruikbaarheidsgrenstoestand) was de invloed van krimp- en temperatuurseffecten wel van belang. Eenvoudige handberekeningen (staafmodel) gaven aan dat de in definitieve versie, 1 december van 100

50 vloed op de staalconstructie beperkt was. Beton zou niet scheuren. Krimpeigenschappen waren aangenomen op basis van rekenregels in de voorschriften. Metingen aan het te gebruiken mengsel waren toen nog niet gedaan. De invloed van secundaire, tertiaire en quartaire krachtswerking op de spanning in de overlaging zou pas worden nagerekend wanneer een reëel project zich zou aandienen. De invloed is namelijk zeer afhankelijk van de opbouw van de stalen brugconstructie. Om gefundeerde materiaalgegevens te verkrijgen zijn de onderzoeken [TUD-S-1] t/m [TUD-S-15] uitgevoerd (zie Hoofdstuk 7). Voor de krimp was het de bedoeling om ook de invloed van de wapening en de nabehandeling te bestuderen. Uitgangspunt was het zoveel mogelijk beperken van de krimpvervorming. Bij de proeven was geen sprake van scheurvorming door krimp. Scheurvorming trad wel op bij de eerste praktijktoepassing (Calandbrug). In april 2003 kon plotseling een praktijkapplicatie (Calandbrug) worden uitgevoerd. Er was geen tijd voor het uitvoeren van uitgebreide constructieberekeningen (ook niet voor de randopsluiting). Op basis van de verkennende berekeningen en de beredeneerde verwachtingen werd de toepassing verantwoord geacht. Toen duidelijk werd, dat de bruggen Moerdijk en Hagestein versterkt zouden gaan worden, zijn berekeningen door de heer Sliedrecht van Rijkswaterstaat Bouwdienst uitgevoerd voor de primaire en secundaire krachtswerking. Eerst is onderzocht hoe het rijdek met troggen en dwarsdragers moet worden geschematiseerd om realistische berekeningsresultaten (momenten, normaalkrachten, dwarskrachten) te verkrijgen. De volgende schematisaties zijn onderzocht: - Guyon-Massonnet benadering; - een orthotrope plaat (2D), waarbij de stijfheden in langs- en dwarsrichting gelijkmatig over het rijdek worden aangebracht; - een vlakke plaat met verstijvingsribben ter plaatse van de troggen (2,5D); - een 3D-modellering van rijdekplaat, troggen en dwarsdragers. De 3D modellering bleek nodig te zijn om de krachtswerking goed te simuleren. De trogbenen, de trogbodem en de rijdekplaat moeten daarbij in voldoende kleine elementen worden opgedeeld (zie [RWS-HB-12] bijlage B). Vervolgens zijn nog vele berekeningen gemaakt om een indruk te krijgen van de benodigde netfijnheid, de benodigde breedte van een rijdeksectie, de plaatsing van de wiellasten, de terugvertaling naar doorsnedekrachten om de spanningen in beton en wapening te kunnen bepalen, enz: - In [RWS-HB-12] bijlage C is onderzocht hoe fijn het elementennet moet zijn om voldoende nauwkeurige resultaten te verkrijgen; - In [RWS-HB-12] bijlagen E en M is onderzocht hoe breed het gemodelleerde rijdek moet zijn om een voldoende nauwkeurige spreiding van een wielbelasting te kunnen simuleren. Een breedte van 11 troggen is voldoende en een model met 33 troggen geeft geen nauwkeurigere resultaten; - In [RWS-HB-12] bijlage F is onderzocht op welke locatie langs de trog-as het Eurocode tandemasserstelsel moeten worden geplaatst om de maximale doorsnedekrachten te verkrijgen; definitieve versie, 1 december van 100

51 - In [RWS-HB-12] bijlage G is onderzocht wat de maatgevende trekkrachten in de rijdekplaat zijn door verschillende belastingen, geplaatst op verschillende locaties. Deze normaalkrachten zijn gebruikt bij berekeningen waarmee geprobeerd is om de scheurvorming te voorspellen [RWS-HB-5]. - In [RWS-HB-12] bijlage H zijn de spanningen uit de 3D-berekening vertaald naar doorsnedekrachten voor een DBET-doorsnedeberekening voor een trogdoorsnede. In de 3Dberekening is de stalen dekplaat met het beton en de daarin liggende wapening vertaald naar een homogene isotrope vlakke stalen plaat. Met de daarmee berekende spanningen kunnen in de DBET-berekening de spanningen in de samenstellende delen worden teruggerekend. In de bijlagen I en J zijn soortgelijke berekeningen opgenomen als die in de bijlagen G en H voor krachten in de rijdekplaat in dwarsrichting. - In [RWS-HB-12] bijlage K is de vermoeiing van de wapening (gepuntlast) getoetst. In [RWS-HB-4] is de berekening van een vloerveld uitgevoerd voor de Moerdijkbrug. In [RWS-HB-5] zijn de spanningen berekend, die kunnen ontstaan in de staalconstructie door het krimpen van de overlaging en in [RWS-HB-9] is de spanningsreductie in de staalconstructie bepaald, die wordt bereikt door het aanbrengen van de HSB-overlaging. Evenals bij de pilot op de Calandbrug, zijn bij de Moerdijkbrug rekstrookmetingen uitgevoerd. De spanningen, berekend uit de gemeten werkelijk optredende rekken in het rijdek door verkeersbelasting, passen goed bij de spanningen uit de ontwerpberekeningen (zie [HAG-6]). Op een aantal plaatsen in de brugconstructies van Moerdijk en Hagestein komen details voor waar het effect van tertiaire en quartaire belastingsverdeling moet worden gesommeerd met die van de hiervoor beschreven effecten door primaire en secundaire krachtswerking: - In [RWS-HB-12] bijlage Y zijn de effecten van wringspanningen in de buurt van de einddwarsdrager van de Moerdijkbrug berekend. - In [RWS-HB-1] is berekend welke trekkrachten er extra op de overlaging worden uitgeoefend ter plaatse van de rivierpijler voor brug Hagestein. De overlaging maakt daar deel uit van de trekzone van de hoofdligger. In [LIT-6] is hoofdzakelijk gekeken naar de locale spanningen in de rijvloer. Secundaire dwarsmomenten zijn daarbij niet of in beperkte mate beschouwd. Echter, in een versterkt rijdek verandert de verdeling van de wielbelastingen over de troggen zodanig, dat de dwarsmomenten in de doorsnede midden tussen twee opeenvolgende dwarsdragers maatgevend worden. Ten opzichte van een niet versterkt rijdek, worden de momenten een factor 2 tot 7 groter. In [HAG-3] is namelijk voor het momentenverloop rondom het wielspoor bij een versterkt rijdek (zie figuur 40 links) m xmin = -7,0 knm/m en m xmax = +12,0 knm/m gevonden, terwijl voor de krachtswerking bij een niet versterkt rijdek (figuur 40 rechts) m xmin = -3,4 knm/m en m xmax = +1,7 knm/m is gevonden. De ontwerpen en berekeningen voor de HSB-overlaging in de documenten [RWS-HB-1] tot en met [RWS-HB-13] zijn toegespitst op de doorsnede tussen de dwarsdragers definitieve versie, 1 december van 100

52 Figuur 40 Momentenverloop bij versterkte rijdek (links) en krachtswerking bij onversterkt rijdek (rechts) [HAG-3] Scheurvorming Bij de verkennende proefapplicaties en proeven op kleinere proefstukken (TUDonderzoeken) trad geen scheurvorming op door krimp van het beton. Bij de eerste grootschalige toepassingen in 2003 op de Calandbrug, maar ook in de overlaging van een betonnen viaduct bij Wilp [B-OVE-7], [B-OVE-8], bleek wel scheurvorming in dwarsrichting op te treden. Blijkbaar is de verhindering van de vervorming door de troggen en de prefab betonligger bij het viaduct te Wilp, zo groot dat deze, samen met de dynamische effecten van de verkeersbelastingen, resulteren in zodanig hoge spanningen dat het beton scheurt. In [HAG-4] hoofdstuk 5.3 is dit verschijnsel met berekeningen nader uitgewerkt en aannemelijk gemaakt. In eerste instantie was het voor de praktijktoepassingen Hagestein en Moerdijk de bedoeling dat de benodigde stroefheid van het wegdek verkregen zou worden door stofarm stralen en later door hogedrukwaterstralen van het betonoppervlak. Dit is ook zo uitgevoerd. Door het stralen ontstonden ter plaatse van de scheuren V-naden. De aanwezige scheuren werden hierdoor extra benadrukt. De diepte van de V-naden was beperkt tot een grootte van ca. 1 mm. Hoewel de scheurwijdte zeer beperkt is (orde van grootte van 0,05 mm met enkele uitschieters naar 0,1 mm) en voldeed aan de bestekseis (max. 0,1 mm), werd toch ook nader onderzoek gedaan naar (zie Hoofdstuk 7): - de laatste inzichten op gebied van toelaatbare scheurwijdte voor dynamisch belaste scheuren [TUD-M-2]; - het mogelijk dichtgroeien van de scheuren door self-healing, al dan niet gestimuleerd door het aanbrengen van middelen die het dichtgroeien van scheuren bevorderen [TUD-M-3]. Overigens blijkt de invloed van dynamische belasting door het verkeer op de spanning in de wapening zeer beperkt te zijn. In paragraaf van [HAG-4] is voor de spanningsvariatie in de wapening, veroorzaakt door de Eurocode tandem-asser van 2x30 ton, slechts definitieve versie, 1 december van 100

53 een waarde van 14 MPa berekend. De werkelijke verkeersbelasting zal aanzienlijk kleinere spanningswisselingen veroorzaken. De scheurwijdte wordt vergroot wanneer ten gevolge van tertiaire en quartaire krachtswerking extra trek in de overlaging ontstaat. Dit was het geval bij de overlaging op de brug bij Hagestein boven de rivierpijlers [RWS-HB-1], [RWS-HB-2]). De scheurwijdte kon rekentechnisch alleen doeltreffend worden beheerst door het aanbrengen van extra wapening in de dekking. Omdat deze over een vrij groot gebied moest worden aangebracht en roestvrij (carbon of roestvast staal) moest zijn, was dit een kostbare aangelegenheid [RWS-HB-3]. Op basis van allerlei variabelen is een nadere inschatting gemaakt van de te verwachten scheurwijdte en de kans van voorkomen. Uiteindelijk is er voor gekozen de extra wapening niet aan te brengen. Er bestaan geen eenvoudige rekenmethoden om het effect van de krimp van het beton te vertalen naar spanningen in de staalconstructie, wapeningsspanningen, scheurwijdtes en scheurafstanden. Met het programma MLS/HEAT zijn voor verschillende situaties berekeningen gemaakt [RWS-HB-2, 3 en 5]. Ondanks het ontbreken van de benodigde chemisch en fysisch niet lineaire materiaaleigenschappen (adiabaat, vochtdiffusiecoëfficient, E- modulus, relaxatie, enz) kon een schatting worden gemaakt van scheurwijdtes en scheurafstanden. Deze kwamen bevredigend overeen met de waargenomen waarden op de aangebrachte overlagingen. Dergelijke berekeningen zijn zeer arbeidsintensief en vereisen gespecialiseerd inzicht van de constructeur. Vanwege de tijdsafhankelijke materiaaleigenschappen vergt de berekening ook veel van de PC. Een goede indruk van de scheurvorming kan worden verkregen met een veel eenvoudiger benadering [HAG-4]. De scheurvorming is qua verschijningsvorm niet meer ongewenst, omdat het betonoppervlak niet meer intensief wordt gestraald en het oppervlak door een epoxy-slijtlaag wordt afgedekt en aan het zicht onttrokken. Het programma MLS/HEAT is ook gebruikt om de aanhechtproeven (7.2.3) op stroken 600 x 10 x 60 mm 3 na te rekenen. De bevindingen zijn gebruikt voor een onderbouwing van de vereiste hechtsterkte van de primer en de epoxylijm en zijn vastgelegd in [RWS- HB-6] Randopsluiting De rand van de overlaging moet goed worden vastgemaakt aan de rijdekplaat om opkrullen van de rand te voorkomen. In [RWS-HB-5] is met behulp van MLS/HEAT een conservatieve waarde berekend voor de kracht die de randconstructie moet kunnen opnemen. De detaillering van de oorspronkelijk voorgeschreven randconstructie voor de Moerdijkbrug is uitgewerkt in [RWS-HB-10]. Voor de brug bij Hagestein is een eenvoudig Z- profiel voorgeschreven. Een veel eenvoudiger manier voor de berekening van de rand is die volgens [LIT-11]. De kracht op de rand valt hiermee aanzienlijk lager uit. Zoals in is aangegeven, diende bij het randprofiel met de opgelaste deuvels (westbaan Moerdijkbrug) bij geringe overlagingsdikte een extra strip opgelast te worden. De berekening daarvoor is [AANN-1]. Het vastlassen van de strip leverde bij de uitvoering enige problemen op (zie 9.4) definitieve versie, 1 december van 100

54 6.5 Toepasbaarheid van bestaande normen en richtlijnen In [HAG-7] is onderzocht in hoeverre bepalingen in normen en richtlijnen, die ten tijde van het onderzoek beschikbaar waren, gebruikt kunnen worden voor betonoverlagingen op stalen bruggen. De studie heeft zich gericht op de onderdelen die specifiek betrekking hebben op betonoverlagingen op stalen bruggen, namelijk de overlaging zelf en de verbinding met de stalen rijdekplaat. Op basis van het onderzoek is geconcludeerd dat voor de komende periode in hoofdlijnen uitgegaan zou moeten worden van de TGB-normenserie, omdat de nationale bijlagen (NA s) bij de relevante Eurocode delen nog niet beschikbaar zijn en daarmee o.a. het gewenste veiligheidsniveau voor Nederland bij gebruik van de Eurocodes (op dit moment) nog niet vastligt. Aangezien bij de HSB-overlagingstechniek sprake is van een samenwerking tussen een betonlaag en een staalconstructie, zou een stalen brug, die overlaagd is met HSB, gezien kunnen worden als een staal-betonconstructie. Aangezien geen Nederlandse norm voor staal-betonconstructies beschikbaar is en de bepalingen voor staalbetonbruggen in het Nederlandse voorschrift voor stalen bruggen (VOSB) een beperkt toepassingsgebied hebben, is onderzocht in hoeverre bepalingen uit Eurocode 4, Deel 2 kunnen worden gebruikt. In [HAG-7] is een tabel opgenomen, waarin per ontwerpaspect is aangegeven welke bepalingen uit normen, waaronder ook het genoemde Eurocode deel, en richtlijnen gebruikt zouden kunnen worden. Gebleken is dat voor de volgende ontwerpaspecten geen bepalingen beschikbaar zijn: - berekening van de krachtsverdeling met een 3D EEM-model; - bepaling van de eigenschappen van afschuifverbindingen anders dan stiftdeuvels; - bepaling van de verticale vasthoudkracht bij de randopsluiting; - bepaling van de lengte waarover een trekkracht in de overlaging door krimp en afkoeling aan de randen wordt ingeleid. Verder is uit een vergelijking van de huidige ontwerppraktijk met de beschikbare bepalingen in normen en richtlijnen gebleken dat in de huidige ontwerppraktijk op de volgende punten (significant) wordt afgeweken van de beschikbare bepalingen: - in berekeningen wordt uitgegaan van alleen de verhardingskrimp (uitdrogingskrimp wordt buiten beschouwing gelaten); - detailleringsregels (laslengte, staafafstand en diameter); - minimale betondekking; - toelaatbare scheurwijdte definitieve versie, 1 december van 100

55 7 Laboratoriumonderzoeken 7.1 Algemeen Met het doel materiaaleigenschappen van de HSB-overlaging vast te stellen ten behoeve van rekenmethoden voor het ontwerp en het beoordelen van de duurzaamheid, is een groot aantal laboratoriumonderzoeken uitgevoerd. Voor de uitgevoerde onderzoeken kan onderscheid worden gemaakt in enerzijds technologische en constructieve aspecten en anderzijds duurzaamheidsaspecten (figuur 41). In de periode 2002 tot en met 2005 zijn onderzoeken uitgevoerd aan de Technische Universiteit Delft ([TUD-S-1] t/m [TUD-S-15]). Figuur 41 Overzicht van onderzochte eigenschappen in de laboratoriumonderzoeken. Onderzoeken zijn uitgevoerd op beton vervaardigd met het standaard betonmengsel van Contec Ferroplan [TUD-S-1]. Later zijn onderzoeken gedaan naar de mogelijkheid voor het machinaal (met een slipformpaver) aanbrengen van het beton [Contec-4,Contec-5]. Daarvoor is het mengsel enigszins aangepast. Vervolgens zijn voor dat aangepaste mengsel ook weer een aantal materiaaleigenschappen onderzocht. Nadat bij de pilot op de Calandbrug duidelijk was geworden dat in de HSB-overlaging scheurvorming optreedt, is onderzoek uitgevoerd naar de aanwezigheid van selfhealing en de effectiviteit van scheurdichtende middelen [TUD-M-3]. 7.2 Mechanische en technologische eigenschappen Druksterkte en elasticiteitsmodulus De druksterkte is bepaald op kubussen 100 x 100 x 100 mm 3 en prisma s 100 x 100 x 400 mm 3 na 1, 2, 3, 7 en 28 dagen (figuur 42). De gemiddelde 28-daagse druksterkten bedroegen 117 MPa en 84 MPa voor respectievelijk kubussen en prisma s [TUD-S-1,LIT- 12]. De 28-daagse elasticiteitsmodulus was MPa definitieve versie, 1 december van 100

56 Een snelle sterkteontwikkeling is van belang om de uitvoeringsduur, en daarmee de duur van de verkeersstremming, zo beperkt mogelijk te houden. In [TUD-S-10] is onderzoek gedaan naar de effectiviteit van verschillende doseringen versnellers op de snelheid van het verhardingsproces, verhardend bij isotherme verhardingscondities van 5, 10 en 20 graden Celsius. Uit het onderzoek bleek dat de toegepaste versnellers een verwaarloosbare invloed hadden op de ontwikkeling van de druksterkte bij lage temperaturen. 140 sterkte [MPa] kubus prisma tijd [d] Figuur 42 Druksterkte-ontwikkeling Buigtreksterkte De buigtreksterkte is bepaald in driepuntsbuigproeven op balkjes met een lengte van 600 mm en een breedte van 150 mm [TUD-S-7]. Voor de hoogte is 150 mm, 100 mm en 50 mm toegepast. Voor ongewapend beton zonder staalvezels is bekend dat de buigtreksterkte afhangt van de balkhoogte. Bij een kleinere balkhoogte neemt de buigtreksterkte toe, hetgeen kan worden verklaard met de breukmechanica van beton. Voor de buigproeven met het Contec mengsel is voor de balkhoogten van 150 mm, 100 mm en 50 mm een buigtreksterkte van respectievelijk 9,6 MPa, 11,9 MPa en 9,8 MPa gevonden. Het hoogteeffect, zoals dat bij ongewapend beton wordt gevonden, is dus bij het onderzochte staalvezelbeton mengsel voor de onderzochte afmetingen niet gevonden. Met balkjes 600 x 150 x 150 mm 3, met in het midden een 25 mm diepe zaagsnede, is het nascheurgedrag bepaald. De gevonden kracht-doorbuigingsrelaties voor een drietal proeven zijn in figuur 43 weergegeven. Om te onderzoeken wat de invloed is van het vlinderen op de krimp, zijn platen gemaakt met de afmetingen 1500 x 1500 x 50 mm 3 [TUD-S-5]. Daarin waren drie lagen wapening ø8-50 mm aangebracht. De wapeningsconfiguratie en dikte van de plaat is conform de HSB-overlaging, zoals die ten tijde van het onderzoek was beoogd te worden toegepast. Na afloop van de krimpproeven zijn uit de platen balkjes gezaagd met een lengte van 600 mm en een breedte van 150 mm. De oriëntatie was zodanig dat twee lagen ø8-50 mm (buitenste lagen) in langsrichting aanwezig waren. De eerste buigscheur trad bij de gevlinderde plaat op bij een betonbuigtrekspanning van 9,7 MPa en bij de niet gevlinderde plaat bij 9,1 MPa. Indien de maximale belasting voor de gewapende balken wordt omgerekend naar een fictieve betontreksterkte dan was die 53,1 MPa en 50,3 MPa voor de balkjes uit respectievelijk de gevlinderde en niet-gevlinderde platen. Op basis hiervan kan worden geconcludeerd dat het effect van vlinderen op de krimp slechts marginaal was definitieve versie, 1 december van 100

57 Door de relatief grote hoeveelheid betonstaal leveren de staalvezels een geringe bijdrage aan het bezwijkmoment van de doorsnede. Het bleek goed mogelijk om op basis van de sommatie van betonstaalkrachten, gecombineerd met een staalvezelaandeel, het draagvermogen te voorspellen [LIT-12]. Hierbij moet worden opgemerkt dat door de scheurverdelende werking van het betonstaal, het betonstaal en de staalvezels in het algemeen niet op hetzelfde moment de maximale draagkracht ontwikkelen. De staalvezels ontwikkelen hun maximale draagvermogen bij kleinere scheurwijdten dan de wijdten die optraden juist voordat het betonstaal vloeide. Het maximaal opneembare moment is dus geen sommatie van twee maxima ONGEWAPEND - MET ZAAGSNEDE mm kracht [kn] gem. verticale verplaatsing [mm] Figuur 43 Kracht-doorbuigingsrelaties voor driepuntsbuigproeven op 150 mm hoge balkjes met 25 mm diepe zaagsnede [TUD-S-8] Hechtsterkte Een goede hechting tussen de betonlaag en de staalplaat is essentieel voor het goed functioneren (samenwerken) van de staal-betonconstructie. De hechtsterkte is experimenteel bepaald met trekproeven (figuur 44) [TUD-S-4]. Figuur 44 Trekproef voor het bepalen van de hechtsterkte [TUD-S-4] definitieve versie, 1 december van 100

58 In het onderzoek is de hechtsterkte bepaald voor twee soorten instrooimateriaal, zijnde bauxiet en Noors graniet. Voor bauxiet is een gemiddelde hechtsterkte van 4,8 MPa met een standaardafwijking van ca. 0,3 MPa gevonden en voor het graniet 3,0 MPa met een standaardafwijking van ca. 0,5 MPa. De trekproeven zijn vervormingsgestuurd uitgevoerd. Een voorbeeld van de relatie tussen de spanning en de vervorming is weergegeven in figuur 45. spanning [MPa] epoxy hechtlaag ingestrooid met bauxiet gem. verplaatsing [mm] Figuur 45 Spanning-verplaatsingrelatie voor de hechtproeven met bauxiet als instrooimateriaal. [TUD-S-4]. De resultaten bleken sterk afhankelijk te zijn van het al dan niet aanwezig zijn van luchtinsluitingen. Het goed doordringen van het beton tot in de holle ruimtes tussen het instrooimateriaal is essentieel [LIT-12]. Anderzijds mag de dikte van de epoxylaag ook weer niet te dun zijn (figuur 46). goed fout fout Figuur 46 Een juiste dikte van de expoxylaag is belangrijk voor het verkrijgen van een goede hechting van de betonoverlaging aan het stalen rijdek [COP-4]. Om de opneembare schuifspanning in het hechtvlak te bepalen, zijn ook buigproeven uitgevoerd op stalen strippen, voorzien van een druklaag. Daarvoor zijn proefstukken gemaakt door stalen strippen met een lengte van 600 mm en een breedte van 100 mm te voorzien van een ingestrooide hechtlaag met daarop 50 mm dik Contec. Bij deze proeven is voor het instrooimateriaal ook bauxiet en Noors graniet gebruikt. Bij instrooien met definitieve versie, 1 december van 100

59 bauxiet trad scheurvorming in het grensvlak op bij een schuifspanning van 12,5 MPa. Bij Noors graniet was dat 11,2 MPa. In figuur 47 zijn drie balkjes na beproeving te zien. Figuur 47 Buigproefstukken na beproeven van de variant met bauxiet ingestrooid in de hechtlaag [TUD-S-4]. Om te onderzoeken of verkeerstrillingen in de verhardingsfase de hechtsterkte negatief kunnen beïnvloeden, zijn trek en buigproeven uitgevoerd op proefstukken die op verschillende wijzen zijn vervaardigd [TUD-S-12]. Daartoe is een drietal platen van 1,5 m x 1,5 m met een HSB-overlaging vervaardigd. Eén plaat was vervaardigd op het landhoofd van de Moerdijkbrug (geen trillingen) en de andere twee platen waren vervaardigd op respectievelijk de Moerdijkbrug en de Calandbrug (bij beiden wel trillingen). Uit de platen zijn de cilinders voor de trekproeven en de balkjes voor de buigproeven gehaald. De resultaten zijn in Tabel 1 samengevat weergegeven. Op basis van de resultaten is geconcludeerd dat de productie op de brug niet leidt tot een lagere hechtsterkte dan productie op het landhoofd [TUD-S-12]. Tabel 1 Gemiddelde resultaten voor hechtsterkte en aanhechtsterkte (max. schuifspanning in buigproef) voor proefstukken verhard onder verschillende omstandigheden [TUD-S-12]. Trillingen Gemiddelde hechtsterkte Max. schuifspanning in buigproeven Moerdijkbrug landhoofd NEE 4,35 MPa 12,5 MPa Moerdijkbrug JA 5,26 MPa 12,9 MPa Calandbrug JA 3,91 MPa 11,0 MPa Vermoeiingssterkte De hechtlaag is bij het Hechtingsinstituut [TUD-HI-2] en bij TNO Bouw [TNO-1,TNO-2] op vermoeiing beproefd. Voor de bij TNO Bouw uitgevoerde proef is een proefstuk met een afmeting van ca. 2 m x 6 m gezaagd uit de HSB-overlaging, die in het kader van applicatieproeven (Hoofdstuk 8) zijn aangebracht op de vervangen delen van de Tweede Van Brienenoordbrug (figuur 7). In de proef is een wisselende belasting met een constante amplitude aangebracht door middel van een boven de dwarsdrager aangebrachte gesimuleerde wiellast met een wielprent van 270x320 mm 2 (figuur 48) definitieve versie, 1 december van 100

60 In eerste instantie is het proefstuk belast met een belastingrange van 105 kn (wisselingen tussen 12 kn en 117 kn). Na 4,2 miljoen wisselingen (overeenkomend met 25 jaar Moerdijkbrugbelasting) is de proef gestopt. Vervolgens is hetzelfde proefstuk nog belast met 1,4 miljoen wisselingen bij drie verschillende belastingranges, zijnde respectievelijk 140 kn, 168 kn en 210 kn. Na deze vermoeiingproeven was aan het brugdeel (figuur 49) geen visuele schade waarneembaar. Tot slot is het proefstuk statisch belast tot de maximale capaciteit van de gebruikte opstelling (400 kn). Ook daarna zijn visueel geen bijzonderheden aan het brugdeel opgemerkt [TNO-2]. Figuur 48 Schematische weergave van de opstelling voor de vermoeiingsproef [TNO-1]. Figuur 49 Foto van het op vermoeiing belaste orthotrope brugdeel met HSB-overlaging, geplaatst in de beproevingsopstelling [LIT-3] Krimp Bij de verharding van het beton treedt in HSB verhardingskrimp (chemische krimp plus autogene krimp) op. Zodra het beton wordt blootgesteld aan de open lucht, zal ook uitdrogingskrimp een rol gaan spelen. De krimpverkorting wordt verhinderd door de staalcon definitieve versie, 1 december van 100

61 structie. Daardoor zullen spanningen ontstaan. Voor HSB bestonden nog geen voorschriften waarmee een redelijk nauwkeurige voorspelling kan worden gedaan van de grootte van verhardings- en uitdrogingskrimp vanaf het moment van storten. Bij de TU Delft zijn aan Contec Ferroplan C90/105 een groot aantal krimpmetingen uitgevoerd onder verschillende omstandigheden en aan verschillende typen proefstukken [TUD- S-2, TUD-S-5, TUD-S-6, TUD-S-14]. Er is gemeten aan prisma s en platen. De platen waren wel en niet gewapend en hebben verschillende soorten nabehandeling gehad (wel/niet gevlinderd, wel/niet nabehandeld, enz.). De resultaten zijn besproken in [HAG-4] en verzameld weergegeven in figuur 50. De verhardingskrimp van prisma s en platen die goed zijn geseald, ligt redelijk bij elkaar. Deze wordt niet groter dan 0,3 (over het algemeen gemeten vanaf 24 uur na het storten). De grafieken in figuur 50 met krimpwaarden groter dan 0,3, behoren bij omstandigheden (RV is 30% 50%) die in de praktijk bij bruggen boven water (RV in de orde van grootte van 80%) niet voorkomen. De krimpwaarden tot 0,8 zijn het resultaat van een korte of geen nabehandeling en met een constante wind over het proefstuk van 2,5 m/sec (schaal 2 Beaufort zwakke wind). Een korte besproeiing van het proefstuk aan het einde van de meetperiode deed in korte tijd deze krimp voor een groot deel weer teniet. krimp [10-3] 0,900 0,800 0,700 0,600 0,500 0,400 0,300 0,200 0,100 0,000-0,100 Prisma geen wap, 100x100 (20 C, autogeen) t0=24 uur Prisma geen wap, 100x100 (20 C, 50% rv) t0=24 uur Prisma uitdr.krimp, 100x100 (20 C, 50% rv) t0=28 dgn Vlinder gewapend d=50 mm (23 C, 30% rv) t0=24 uur Jute geen wap d=50 mm (20 C, autogeen) t0=8 uur B85 prisma 150x150 (20ºC autogeen) t0=8 uur plaat geen wap ( 20ºC, 50%RV, 7 dagen plastic, 2,5 m/s) t0=24 uur plaat geen wap ( 20ºC, 50%RV, niet nabehandeld, 2,5 m/s) t0=24 uur prisma 100x100 ( 20ºC, autogeen) t0=24 uur tijd [dagen] Figuur 50 Verzamelde resultaten van een groot aantal onderzoeken naar het krimpgedrag van Contec Ferroplan onder verschillende omstandigheden [HAG-4]. Hoewel niet in een rapportage is vastgelegd, kan hier nog worden vermeld dat met een orienterende meting (figuur 51) is gekeken naar de invloed van het jaargetijde op de krimp. Daarbij is van enkele krimpproefstukken, die buiten waren geëxposeerd, de lengteverandering gemeten. Gevonden is dat de krimpverkorting die in de zomerperiode optreedt, voor een belangrijk deel in de winter weer teniet wordt gedaan definitieve versie, 1 december van 100

62 Figuur 51 Orienterende meting van krimp aan proefstukken (één gevlinderd en één niet gevlinderd) blootgesteld aan weer en wind in verschillende jaargetijden Gewogen rijpheid Om op basis van gewogen rijpheid te kunnen meten wanneer de overlaging geheel of gedeeltelijk in gebruik kan worden genomen, zijn rijpheidskrommen bepaald [TUD-S-10, TUD-S-15]. In [TUD-S-10] is daarbij ook het effect van verschillende soorten versnellers op de sterkte-ontwikkeling onderzocht (zie ook 7.2.1). In [TUD-S-15] is ook de sterkteontwikkeling voor een slipvormpavermengsel bij 14 C en 20 C onderzocht (figuur 52). Figuur 52 Druksterkte als functie van ouderdom bij isotherme verhardingscondities van 14 C en 20 C [TUD-S-15] definitieve versie, 1 december van 100

63 7.3 Duurzaamheid ASR-gevoeligheid van toeslagmaterialen Het toeslagmateriaal van het Contec Ferroplan betonmengsel is volgens de beproevingsmethode in CUR-Aanbeveling 89 getest op ASR-gevoeligheid [TUD-S-13,TUD-M-1]. Gevonden is dat het materiaal voldoet aan de voorwaarden in CUR-Aanbeveling Vorst-dooizoutbestandheid In [TUD-S-9] is gerapporteerd over onderzoek naar de vorst-dooizout bestandheid. Daarbij is het gewichtsverlies van betonnen kubussen bepaald, die, na te zijn blootgesteld aan een zoutoplossing, werden onderworpen aan vorst-dooi cycli. Naast kubussen vervaardigd met het Contec-mengsel zijn ook kubussen met een referentiemengsel beproefd. Het massaverlies van de kubussen na 28 cycli vertoonde een aanzienlijke spreiding. Bij het referentiemengsel was het verlies g/m 2 en bij het Contec-mengsel 1-8 g/m 2. Het gemiddelde massaverlies was respectievelijk 436 g/m 2 en 4 g/m 2. Het massaverlies bij het Contec-mengsel was dus ca. 100 maal zo klein als bij het referentiemengsel. Daarbij moet nog worden opgemerkt dat de kubussen vervaardigd met het Contec-mengsel tot lagere temperaturen werden gekoeld dan de kubussen van het referentiemengsel; circa -12ºC versus -7ºC. In [TUD-S-9] is gerapporteerd over onderzoek naar de invloed van temperatuurwisselingen op de hechtlaag. Gevonden was dat na 28 cycli van 20ºC tot +20ºC geen onthechting in de hechtlaag staal-beton waarneembaar was voor zowel Noors graniet als bauxiet voor de instrooilaag Chloride-indringing Over onderzoek naar de chloride-indringing is gerapporteerd in [TUD-S-11]. De resultaten tot een ouderdom van 24 maanden zijn in figuur 53 weergegeven, tezamen met resultaten voor betonmengsels met respectievelijk een sterkteklasse B65 en B35. Het blijkt dat de chloride-indringing na 24 maanden bij het Contec Ferroplan mengsel slechts in de buitenste ca. 6 millimeter en in geringe mate is opgetreden Selfhealing en scheurdichtende middelen Nadat was waargenomen dat in de HSB-overlagingen scheuren optreden, is onderzoek uitgevoerd naar de effectiviteit van twee scheurdichtende middelen [TUD-M-3]. Daarbij is ook onderzocht of in onbehandeld beton de scheuren in de tijd weer dichtgroeien ( selfhealing ). Bedacht dient te worden dat dit onderzoek is uitgevoerd in de tijd dat het nog niet de bedoeling was om de HSB-verlaging te voorzien van een epoxy-slijtlaag. Geconcludeerd is dat de beide dichtingsmiddelen door de locale afsluiting van de scheurdoorsnede mogelijk effectief zijn voor het voorkomen van chloride geïndiceerde wapeningscorrosie. Het optreden van self-healing is niet waargenomen definitieve versie, 1 december van 100

64 % [m/m] 3,0 2,5 2,0 1,5 1,0 chloridegehalte tov cement Contec Ferroplan B mnd Contec Ferroplan B mnd Contec Ferroplan B mnd Contec Ferroplan B mnd B 35 1 mnd B 35 6 mnd B mnd B 65 1 mnd B 65 6 mnd B mnd 0,5 0, ,5 diepte mm Figuur 53 Chloridegehalte als functie van diepte in het beton voor verschillende tijdsduren [TUD-S-11] definitieve versie, 1 december van 100

65 8 Applicatieproeven 8.1 Algemeen Om een goede indruk te krijgen van de mogelijkheden voor het aanbrengen van een HSBoverlaging in de praktijk (grootschalige stalen bruggen) is al in een vroeg stadium van de ontwikkeling begonnen met het uitvoeren van applicatieproeven op een voldoende grote schaal. Het uitgangspunt daarbij was dat het aanbrengen van wapening en betonspecie op dezelfde manier zou gebeuren als bij de beoogde toepassing op een te versterken brugdek. De opzet en uitvoering is in nauw overleg gegaan met bedrijven die zijn gespecialiseerd in het aanbrengen van dunne industrievloeren. Het doel van de applicatieproeven was om te onderzoeken of de betonspecie vol en zat tussen de korrels van de hechtlaag en rond de wapening kan worden aangebracht (figuur 54). Dit is vooral belangrijk op plaatsen waar grote wapeningsconcentraties voorkomen zoals bij overlaplassen van de wapeningsnetten. Figuur 54 De betonspecie is 'vol en zat' tussen de korrels van de hechtlaag en rond de wapening aangebracht. Bij de eerste kleinschalige praktijktoepassingen is in zekere zin ook nog geëxperimenteerd met verschillende aspecten van verwerken en afwerken van de betonspecie, om te bestuderen of het proces kon worden geoptimaliseerd. Maar ook bij de eerste grootschalige praktijktoepassingen hebben ervaringen er toe geleid, dat nog aanpassingen aan het concept zijn gedaan om een robuustere oplossing te verkrijgen (zie Hoofdstuk 9 en Hoofdstuk 10). Dit was zowel op het vlak van de duurzaamheid van de overlaging (voorkomen van holtes en verkrijgen van voldoende slijtvastheid en stroefheid van het oppervlak), als op het vlak van het aanbrengen van de overlaging (aanpassing van de wapening, wijzigen van de afwerking en nabehandeling). Ter illustratie, volgens de huidige inzichten moet er een epoxy-slijtlaag op de overlaging worden aangebracht (zie 5.4), daar waar initieel de uitgangspunten voor het afwerken en nabehandelen van het beton er op gericht waren dat met de blootgestraalde toeslagkorrels in het betonoppervlak de juiste oppervlakteeigenschappen (stroefheid, textuur) zouden worden bereikt. In het bestek [RWS-13] was onder andere het volgende aangegeven: definitieve versie, 1 december van 100

66 De oppervlakte vlak afwerken; < 3 mm onder een rei van 3 m. Direct curing compound aanbrengen. Schuren en polijsten (zo in bestek, maar navolgend ook vlinderen genoemd) zodra het beton voldoende is opgestijfd. Plasticfolie en isolatiedekens aanbrengen. Stofarm stralen tot textuur 1 2 mm is bereikt. Het dek natspuiten en plasticfolie aanbrengen Hoewel met de eerste proefstukken met de afmetingen van 1,5 m x 1,5 m voor de onderzoeken aan de TU-Delft [TUD-S-12] het aanbrengen van de HSB-overlaging al enigszins was getest, zijn de eerste echte applicatieproeven uitgevoerd op het vervangen val van de Tweede Van Brienenoordbrug (8.2). Bij de Pilot op de Calandbrug (8.3) in 2003 was vervolgens sprake van een applicatieproef, waarbij alle aspecten van het overlagen van een in gebruik zijnde brug aan de orde zijn gekomen. Om te onderzoeken of trillingen van de brug een negatief effect kunnen hebben op de HSB-overlaging, zijn een aantal proefplaten op een brug gestort (8.4). Er zijn proefvakken gemaakt met het machinaal aanbrengen van de HSB-overlaging (8.5), hetgeen vooralsnog niet is toegepast op stalen bruggen, maar wel op betonnen kunstwerken (8.6). Voorafgaande aan het aanbrengen van een HSB-overlaging, dient de aannemer eerst een proefstort ( geschiktheidsproef ) uit te voeren om aan te tonen dat de beoogde betonoverlaging met de beoogde werkwijze en middelen kan worden gerealiseerd en dat aan de gestelde eisen wordt voldaan (5.4). Feitelijk betekent dit dat voor iedere nieuwe toepassing ook weer een applicatieproef moet worden uitgevoerd. Bij de toepassingen op de Lekbrug bij Hagestein en de Moerdijkbrug, maar ook voor de pilot op de Calandbrug, is een dergelijke proefstort uitgevoerd. 8.2 Applicatie op delen van val van de Tweede Van Brienenoordbrug Bij Rozenburg, langs de Nieuwe Waterweg, liggen delen van het oude beweegbare brugdek van de Tweede Van Brienenoordbrug. Deze zijn gebruikt om applicatieproeven uit te voeren. De proeven zijn uitgevoerd door een gespecialiseerd vloerenbedrijf. Een eerste proefvak met een grootte van 60 m 2 (6 m x 10 m) is uitgvoerd in oktober 2000 en een tweede proefvak met een afmeting van 12 m 2 in juli De bevindingen met deze proefapplicaties zijn uitvoerig beschreven in [Contec-3]. Bij de eerste proef is voor de verdichting gebruik gemaakt van een dubbele afreibalk met excentrieken (figuur 55 links). Deze balk kon niet voldoende verdichtingsenergie in de betonspecie brengen om de specie vol en zat tussen de korrels van de aanhechtlaag te krijgen. Vele luchtinsluitingen werden waargenomen aan uit het rijdek gezaagde strips. Omdat het vereiste instrooimateriaal (scherp gecalcineerd bauxiet) niet beschikbaar was, is scherp grof zand (3 mm - 5 mm) gebruikt. Het zand was te stoffig en te glad van oppervlak om de gewenste aanhechtsterkte te verkrijgen definitieve versie, 1 december van 100

67 Figuur 55 Links een afreibalk met excentrieken, rechts een pneumatische dubbele afreibalk. De tweede proef is uitgevoerd met Noors basalt 2 mm - 4 mm en een pneumatische dubbele afreibalk (figuur 55 rechts). Nu was de verdichtingsenergie zodanig, dat de betonspecie overal vol en zat aanwezig was. De aanhechtsterkte bleek nog wel laag uit te vallen (kleiner dan 2 MPa) ten opzichte van de eis van 3 MPa [Contec-3]. Daarom is voor een goede aanhechtsterkte de toepassing van gevuurdroogd gecalcineerd bauxiet aan te bevelen. De specie is op het werk gemengd in een mobiele dwangmenger. Het betonmengsel is voorgemengd in big bags aangeleverd. De specie is met dumpertjes in het werk gebracht. Het betonoppervlak was glad, strak en dicht. Er werden geen krimpscheuren geconstateerd. 8.3 Pilot op de Calandbrug in de N15 (mei 2003) De evaluatie van deze Pilot op de Calandbrug (figuur 56) is zeer uitvoerig beschreven in [RWS-9]. Ook hierbij is een geschiktheidsproef uitgevoerd. Hierbij gingen diverse zaken mis. Zo waren niet de juiste staalvezels voorhanden en was de trilbalk te licht. Maar ook de waterdosering en vezeldosering was in enkele charges niet juist. In [RWS-9] zijn naar aanleiding van deze proefstort onder andere de volgende conclusies gerapporteerd: Vooraf informeren van personeel en uitvoerders over gevoeligheden in proces en materiaal is essentieel voor een kwalitatieve en overtuigde uitvoering; Maak optimaal gebruik van de aanwezige kennis bij de leverancier en de opdrachtgever; Een geschiktheidsproef draagt ook bij om een houding als: wij weten het allemaal, wij doen dit wel even te voorkomen; Voer ook voor de komende grotere werken een geschiktheidsproef uit met betrokken opdrachtnemer en uitvoerders. En let erop dat de echte praktijksituatie goed wordt benaderd qua materiaal en materieel (zonder concessies); Leerpunten: laat de geschiktheidsproef uitvoeren met materieel en materiaal en zo mogelijk het in te zetten personeel zoals bij de echte uitvoering wordt gebruikt en geef de gelegenheid om bij tegenslagen tijdig te kunnen bijsturen/aanpassen. Deze conclusies staan na de diverse applicatieproeven en de praktijktoepassingen van HSB-overlagingen op stalen bruggen nog steeds als een huis! definitieve versie, 1 december van 100

68 Figuur 56 Calandbrug. In eerste instantie was het gewenst om de overlaging door een industrievloerenbedrijf te laten aanbrengen. Omdat de kans niet groot zou zijn dat een dergelijk bedrijf alle werkzaamheden en logistiek van een infrastructureel werk in het verkeer aan zou kunnen (en willen), werden de bestekseisen voor het vereiste soort aanneembedrijf opgerekt naar een betonwegenbedrijf of onderaannemer. Het werk is aangenomen door een wegenbouwer (Bruil Ede) met een betonwegenbouw onderaannemer (Cobeton). De asfaltslijtlaag kon gemakkelijk met een graafmachine met een graaflepel worden verwijderd (figuur 57) en de gevonden scheuren in de dekplaat konden eenvoudig en snel onder poederdek worden dichtgelast (figuur 58). Figuur 57 Het verwijderen van de asfaltslijtlaag definitieve versie, 1 december van 100

69 Figuur 58 De scheuren worden onder poederdek dichtgelast Het aanbrengen van de hechtlaag vereist voldoende aandacht om overal een goede aanhechting te krijgen. Zoals voorgaand in dit rapport is aangegeven, moeten de ingestrooide korrels voldoende in de epoxylaag zijn verankerd (zie figuur 46). De epoxy moet zo dik zijn, dat deze niet naar beneden loopt (vrijwel alle rijdekken liggen onder een verkanting). In de praktijk zitten er ook (geringe) welvingen in de rijdekplaat. In de Pilot was de gebruikte epoxy handmatig aangebracht op het onder afschot liggende rijdek. Waarschijnlijk was hierdoor, ten gevolge van de gebruikte (te lage) viscositeit en het handmatig aanbrengen (opgieten en uitvegen), de epoxy gaan vloeien. Dit had tot gevolg dat op sommige plaatsen te veel epoxy (de korrels werden soms helemaal bedekt met als gevolg een vette plek) en op sommige plaatsen te weinig epoxy aanwezig was (figuur 59). Figuur 59 Aanbrengen van de epoxylaag (links) en te dikke epoxylaag (rechts) [RWS-9]. De wapening bestond uit geprefabriceerde wapeningsnetten die met handkracht in het werk werden gebracht (figuur 60 links). Vanwege de daaruit volgende gewichtsbeperking (ca 100 kg voor 4 personen) zijn de afmetingen vrij beperkt gehouden, hetgeen resulteert in veel overlaplassen (figuur 60 rechts). Het is bijzonder lastig om de netten zo in elkaar te definitieve versie, 1 december van 100

70 passen, dat de doorstroming van de betonspecie zo min mogelijk wordt gehinderd (figuur 61). Figuur 60 Aanbrengen van de wapening (links) en de maaswijdte tpv de overlaplassen (rechts). De netten zijn op afstandhouderstaven hart op hart 500 mm op de juiste hoogte gelegd. De wapeningsnetten bleken bijzonder gevoelig voor het direct berijden door transportmiddelen. De tweede laag wapeningsnetten werd door een hydraulisch kraantje uitgereden. De eerste laag werd daardoor op vele plaatsen kromgereden (figuur 61 rechts). Figuur 61 Verdichten met een stoktriller langs de opsluitrand (links) en kromgereden wapeningsnetten (rechts). De randopsluiting was geprefabriceerd en op het stalen rijdek vastgelijmd. De betonspecie was gemaakt met een op het werk opgestelde dwangmenger. Het beton (3 m 3 per charge) werd met een truckmixer naar het werk vervoerd (slechts 200 m). De specie werd afgereid met een dubbele trilbalk met excentrieken. Deze bezweek halverwege het aanbrengen. Het werk is afgemaakt met een afreibalk met een trilmotor erop. De verdichtingscapaciteit bleek twijfelachtig. De aanhechtsterkte van de beton was aan de lage kant. Op enkele plaatsen kwamen luchtinsluitingen voor (figuur 62). Deze manifesteren zich door scheuren in het oppervlak die lang nat blijven. De holtes zijn met epoxy geïnjecteerd definitieve versie, 1 december van 100

71 Figuur 62 Holtes nabij aansluitvlak en rond de wapening (links) en krimpscheuren in dwarsrichting (rechts). Het schuren en polijsten van het betonoppervlak is goed verlopen. Er werd een glad en dicht oppervlak verkregen. Wel moest vrij lang (8-10 uur) worden gewacht voordat de beton voldoende was opgestijfd om gepolijst te worden. Dit was een gevolg van de lange dormante periode en de lage buitentemperaturen (ongeveer 10 C). Het beton was afgedekt met natte jute en vanwege de lage buitentemperaturen was de tent verwarmd met heaters. De controle van de verharding gebeurde door het meten van de gewogen rijpheid in de laatst gestorte charges. Na ruim een dag kon de tent worden verwijderd en het rijdek door het verkeer in gebruik worden genomen. Het wegoppervlak is tot 7 dagen na het storten door sproeiers aan de linkergeleiderail nat gehouden. Het oppervlak werd over grote delen toch droog door een schrale wind en het berijden door het verkeer. Na enkele dagen werden dwarsscheuren geconstateerd (figuur 62 rechts). In januari 2004 is een schouw op de brug uitgevoerd om de stand van zaken met betrekking tot de scheurvorming in het rijdek op te nemen. De bevindingen zijn vastgelegd in [RWS-11]. Op de Calandbrug zijn ook rekmetingen uitgevoerd, voor en na het aanbrengen van de HSB-overlaging. De bevindingen zijn vastgelegd in [RWS-8, RWS-9] en verwerkt in [LIT-6]. Zoals eerder in dit rapport is aangegeven, bleek de gemeten spanningsreductie goed overeen te komen met de berekende spanningsreductie. Een voorbeeld van een meetresultaat voor een rekstrook in de dekplaat is te zien in figuur definitieve versie, 1 december van 100

72 Figuur 63 Aantal spanningswisselingen als functie van de spanningsrimpel, zoals die is gemeten in de dekplaat voor het verwijderen van het asfalt ( ) en na het aanbrengen van de HSB-overlaging ( ). 8.4 Verharding op een bewegend brugdek (maart 2004) Afhankelijk van de specifieke situatie zal het aanbrengen van de HSB-overlaging moeten plaats vinden, terwijl het brugdek wordt belast door verkeer en daardoor onderhevig is aan trillingen. Dat was bijvoorbeeld ook zo bij de praktijktoepassing Moerdijkbrug. Zoals in al is vermeld, is er een proef gedaan waarbij platen zijn vervaardigd op zowel de trillende brug als op een landhoofd. Voor zover bekend is bij de opstellers van dit rapport, is er over de productie van de platen geen rapportage. Wel zijn de resultaten van de hechtsterkte- en schuifsterkteproeven vastgelegd in [TUD-S-12]. Hier volgt nog wel enige informatie over de productiewijze. Het beton is aangebracht door een gespecialiseerd (industrie)vloerenbedrijf (figuur 64) en de proefstorten zijn uitgevoerd op de lokatie Moerdijk en Calandbrug. Daarbij is ook gekeken of het beton naar de lage zijde loopt. Figuur 64 Productie van proefplaat voor onderzoek naar invloed van trillingen op de hechtsterkte van de HSB-overlaging definitieve versie, 1 december van 100

73 8.5 Proefstort met slipformpaver (okt 2004) Met het doel om verschillende mogelijkheden voor het aanbrengen van de HSB-overlaging te onderzoeken, is in opdracht van Rijkswaterstaat door Bruil Ede B.V. op de bedrijfsverharding van hun opslagterrein te Ede het Contec Ferroplan Systeem in een proefvak machinaal aangebracht (figuur 65). Daarvoor was het nodig om het mengsel enigszins aan te passen en met het aangepaste mengsel zijn ook weer diverse onderzoeken uitgevoerd. Uitgebreide informatie over de aanpassing van de mengselsamenstelling (meer grove toeslag) en de resultaten van deze proefapplicatie zijn te vinden in [Contec-4,Contec-5]. Figuur 65 Proef met machinaal aanbrengen van het beton [Contec-4]. Er is vervolgens ook ervaring opgedaan met het machinaal verwerken bij het aanbrengen van de HSB-overlaging op het betonnen viaduct Voorst ter hoogte van de Zutphensestraatweg in de A1 tussen Apeldoorn en Deventer. Enkele conclusies en aanbevelingen uit [Contec-5] zijn: Zowel de proef machinaal aanbrengen van het Contec Ferroplan Systeem met de slipform paver als de ervaringen op viaduct Voorst hebben niet alleen aangetoond dat de Contec Ferroplan specie in combinatie met de fijnmazige zware wapening goed is te verdichten maar dat de kwaliteit van de verdichting, de kwaliteit van het hechtvlak, de vlakheid, de textuur en stroefheid beter zijn dan wat tot nu toe bij het PSR project is bereikt. De hoge kwaliteit van de verdichting in combinatie met de hoge mogelijke snelheid van de applicatie maakt het in korte tijd overlagen van rijdekken mogelijk waardoor de financiële en milieu consequenties door het buiten gebruik stellen worden beperkt. Het al dan niet toepassen van een tent tijdens het aanbrengen van de Contec Ferroplan specie dient goed te worden overwogen omdat het gebruik van een tent zowel na- als voordelen heeft. Het zal duidelijk zijn dat het aanbrengen van het Contec Ferroplan Systeem met een slipform paver terdege moet worden voorbereid. Dit omdat de zwakke schakels tijdens de uitvoering zoals weer, storingen aan het materieel, de productie van de Contec Ferroplan specie, aanvoer, etc. alleen door een goed voorbereid specifiek project werkplan definitieve versie, 1 december van 100

74 inclusief ingecalculeerde risico s en oplossingen en/of noodmaatregelen goed kunnen worden ingeschat en daardoor tijdens de uitvoering kunnen worden beheerst. Een lange voorbereidingstijd is dus noodzakelijk voor zowel opdrachtgever als de aannemer. 8.6 Overlagingen op betonnen kunstwerken Naast het met HSB-overlagen van stalen bruggen, zijn de laatste jaren ook diverse betonnen kunstwerken voorzien van een HSB-overlaging. Voor informatie over de bevindingen wordt verwezen naar de literatuurbronnen [B-OVE-.]. Een grote toepassing betrof de HSB-overlaging op de Hollandse brug (zie [B-OVE-14]). Op een aantal betonnen kunstwerken is de HSB-overlaging aangebracht met een slipformpaver (RW1 Zutphenseweg en verschillende kunstwerken in RW37, Drenthe). Navolgend wordt alleen nog enige informatie gegeven over de ervaring bij RW1 te Wilp, waar een superscreed is toegepast voor het afreien. RW1 bij Wilp overlaging betonnen liggerviaduct (juni 2003) De wapening was op hoogte gesteld met ingelijmde draadeinden (figuur 66). Een proefstort was uitgevoerd bij betoncentrale Beter Beton te Tilburg. Voor het afreien is gebruik gemaakt van een superscreed (figuur 66), hetgeen een onvoldoende resultaat opleverde. Extra trillers waren nodig om het beton onder de wapening te krijgen (tegeltrillers, afrijbalk op loader). Figuur 66 Wapening gesteld op ingelijmde draadeinden en afreien met superscreed bij viaduct Wilp. Er is gevlinderd en er zijn isolatiedekens aangebracht. In de overlaging zijn dwarsscheuren ontstaan, zoals die ook bij de overlaging op de stalenbruggen worden waargenomen. De stroefheid was niet duurzaam, ondanks een extra uitgevoerde straalgang. Uiteindelijk is een dunne asfaltoverlaging aangebracht. 8.7 Conclusies m.b.t. de applicatieproeven Geconcludeerd kan worden dat de verschillende applicatieproeven enerzijds de mogelijkheden voor het aanbrengen van de HSB-overlagingen hebben aangetoond, maar dat anderzijds ook wel duidelijk was geworden dat er ook het nodige mis kon gaan. Met name de definitieve versie, 1 december van 100

75 grote Pilot op de Calandbrug heeft het belang van een goede geschiktheidsproef en het gebruik maken van beschikbare kennis en ervaring duidelijk gemaakt. Vele verschillende mogelijkheden voor aanbrengen en verdichten van het beton zijn beproefd en voor een aantal zal nader onderzoek nodig zijn, alvorens er voldoende vertrouwen is in een goede toepassing voor het aanbrengen van de HSB-overlaging op stalen bruggen. Zo is bijvoorbeeld de slipformpaver al wel toegepast op betonnen kunstwerken, maar nog niet op stalen bruggen definitieve versie, 1 december van 100

76 9 Praktijktoepassingen 9.1 Algemeen Praktijktoepassingen zijn uitgevoerd bij een tweetal grote stalen bruggen. Dit betreft de Lekbrug bij Hagestein en de Moerdijkbrug. Bij beide bruggen is de HSB-overlaging in twee delen uitgevoerd en was de uitvoering van het eerste deel in Bij Hagestein wordt gesproken over fase 1 en fase 2, maar omdat bij ieder deel van de Moerdijkbrug (oostbaan en westbaan) wordt gesproken over fase 1 en fase 2 (twee stroken naast elkaar voor een brugdeel), is hier over brugdelen gesproken. Bij Hagestein is een continue laagdikte van 60 mm aangebracht. Bij Moerdijk is een alignement is aangebracht, waarbij de dikte varieerde van ca 50 tot ca. 100 mm. Het aanbrengen in alignement en op hoogte stellen bleek absoluut noodzakelijk te zijn en had grote consequenties voor onder andere de logistiek. De varierende dikte had consequenties voor het betonmengsel. Bij beide bruggen is niet direct het resultaat bereikt, zoals dat vooraf was beoogd. Bij beide bruggen betrof dat in meer of mindere mate de dekking op de wapening en de oppervlaktegesteldheid (vlakheid, stroefheid en textuur). Die bevindingen hebben er toe geleid dat besloten is om op de bruggen een epoxy-slijtlaag aan te brengen. Volgens planning is de tweede fase van het aanbrengen van de HSB-overlaging op de Lekbrug in de zomerperiode van 2006 uitgevoerd. In 9.2 wordt op de ervaring bij beide fase van de Lekbrug ingegaan. Bij de oostbaan van de Moerdijkbrug waren er naast de problemen met de oppervlaktegesteldheid ook problemen met de dichtheid van het beton. Of anders gezegd, er bevonden zich op diverse plaatsen kleine tot zeer grote holle ruimten in de overlaging met als gevolg dat op enig moment gaten in het wegdek vielen (figuur 67). Dat was aanleiding voor een grootschalig onderzoek naar de conditie van alle 10 overspanningen, gevolgd door herstelwerkzaamheden van deze oostbaan. Het was ook aanleiding om in het concept van de HSB-overlaging diverse optimalisaties aan te brengen. Om die reden wijkt de uitvoering van de westbaan van de Moerdijkbrug, waarmee in het najaar van 2007 werd gestart, sterk af van die van de oostbaan en worden beide fasen navolgend apart behandeld in respectievelijk 9.3 en 9.4. In dit hoofdstuk wordt globaal ingegaan op de ervaringen bij de Lekbrug bij Hagestein en de Moerdijkbrug. In Hoofdstuk 10 wordt op een aantal optimalisaties nader ingegaan. Figuur 67 Gat in het wegdek van de HSB-overlaging op de Moerdijkbrug (Fase 1; oostbaan) definitieve versie, 1 december van 100

77 9.2 Brug Hagestein De HSB-overlaging op de Lekbrug bij Hagestein is aangebracht door Strukton Betonbouw. De brug bestaat uit twee afzonderlijke brugdelen (figuur 68). Voor het aanbrengen van de HSB-overlaging op één brugdeel, werd het verkeer over het andere brugdeel geleid, zodat er bij de uitvoering geen trillingen door verkeer aanwezig waren. Figuur 68 Aanbrengen van de HSB-overlaging op de Lekbrug bij Hagestein [COP-6]. De oostelijke brug is in de zomer van 2005 vervangen en de westelijke brug in de zomer van Bij beide brugdelen zijn ook vijf stuks voegovergangen vervangen. Een brugdek heeft een lengte van 350 m en een breedte van 12,25 m (oppervlak 4350m 2 ) [COP-6]. De uitvoeringstermijn was in weken (11 dagen) en in weken. Het verwijderen van het asfalt verliep in fase 1 bijzonder moeizaam. Het verwijderen van het asfalt d.m.v. rippen verliep volgens (productie)plan, echter het verwijderen van de laatste restanten bleek lastig. Het verwijderen van de restanten d.m.v. stralen (met zogenaamde werpstraalapparatuur met staal shot) lukte wel, maar kostte zeer veel tijd (figuur 69). Uit hechtmetingen bleek dat de restanten slechts een geringe hechting aan het stalen dek hadden. Desondanks konden deze maar lastig worden verwijderd. Er is nog geëxperimenteerd met waterstralen en andere straalmethoden, maar dat leverde onvoldoende resultaat op. Het overgrote deel van de restanten is verwijderd met een vijftiental kleine bobcats welke waren voorzien van kleine beitels. Het geluid dat daarbij ontstond ging over de 100 db en leidde tot klachten uit de omgeving. Vervolgens is het dek met werpstraalmachines nagestraald. Door het rippen van het asfalt is schade (lokale vervorming/deuken in de dekplaat) veroorzaakt aan de dekplaat definitieve versie, 1 december van 100

78 Figuur 69 Verwijderen asfalt (links) en restanten asfalt die d.m.v. stralen moesten worden verwijderd (rechts) [COP-6]. Het aanbrengen van de epoxyhechtlaag werd handmatig gedaan. De epoxy werd in kleine mengers gemaakt en daarna met kruiwagens uitgereden en handmatig met kammen, welke bevestigd waren aan bezemstelen, verdeeld. Gegeven de oneffenheden in het dek en de aanwezigheid van lasrupsen, kunnen vraagtekens worden geplaatst over de gelijkmatigheid van de laag. Na het instrooien van de steenslag werd overtollig materiaal verwijderd met borstelwagens. Gebleken is echter dat de bovenste steentjes vaak hechten in epoxy dat naar boven is gedrukt door onderliggende steentjes. Met schrapen van de toplaag in plaats van borstelen, komen dergelijke steentjes wel los. Hechting op dergelijke plaatsen is dus niet in orde als niet zeer grondig wordt geborsteld of, bijvoorkeur, wordt nageschraapt. Voor de wapening is in verband met snelheid van aanbrengen gebruik gemaakt van rolmatten (figuur 70) en in verband met maatvastheid ter plaatse van het randstelprofiel (Zprofiel vastgelast op stalen brugdek; figuur 70) van matten. De bestekseisen voor het betonoppervlak waren: - Stroefheid > 0,52 - Textuur 1-2 mm - Vlakheid 3 mm op 3 m Bij de uitvoering hebben de volgende problemen zich voorgedaan: - Onvoldoende stroefheid & textuur betonoppervlak; - Lokaal onvoldoende vlakheid t.p.v. sectielassen; - Lokaal onvoldoende dekking t.p.v. sectielassen. In [COP-6] zijn de volgende oorzaken voor de problemen aangegeven: - Bouw- en uitvoeringstoleranties onvoldoende; - Bestaande stalen brugdek niet 100% vlak, met name t.p.v. bestaande sectielassen (onvoldoende as built gegevens bestaande brug); - Bestaande stalen brugdek vervormt t.g.v. uitvoeringsprocessen definitieve versie, 1 december van 100

79 Figuur 70 Randstelprofiel (boven) en wapening ter plaatse van randstelprofiel (onder) [COP-6] Het probleem van de onvoldoende dekking en de mogelijke oplossingen zijn beschouwd in [HAG-3]. Als gevolg van de relatief brede stalen strippen, waarmee de staven van de rolwapening zijn verbonden, zorgt elke oneffenheid ervoor dat de wapening daar omhoog komt. De wapeningslagen werden onderling verbonden met binddraad. Tijdens het aanbrengen haakte het gereedschap vaak aan de uitsteeksels van het binddraad en werd de wapening bewogen, waardoor dekkingsproblemen ontstonden. In een later stadium is een wagen gebouwd waarmee de ligging van de wapening en de dekkingshoogte voorafgaand aan het storten kon worden gecontroleerd. De beton werd aangevoerd met mixers welke achteruit de tent in reden over een baan van kunststof rijplaten. Als gevolg van de rijbewegingen ontstond beweging in de wapening waardoor mogelijkerwijs ook dekkingsproblemen zijn veroorzaakt. Lokaal onvoldoende dekking kwam voor bij de beëindigingen van de brug, daar waar de dikte van het pakket verloopt van 60 naar 50 mm. Constructief was de geringe dekking geen probleem en zoals voorgaand in dit rapport is aangegeven, is naar aanleiding van de diverse problemen met de oppervlaktegesteldheid van de HSBoverlagingen, besloten om een epoxy-slijtlaag aan te brengen, hetgeen ook een positief effect heeft op de duurzaamheid. Met betrekking tot het tijdstip waarop de epoxy-slijtlaag kan worden aangebracht, is onderzoek uitgevoerd door Intron [INTRON-1]. Doel van het onderzoek was te bepalen hoeveel tijd gewacht moet worden tussen aanbrengen van de HSB-laag en het aanbrengen van de epoxylaag. INTRON heeft onderzoek uitgevoerd naar de uitdroging van de toegepaste HSB-laag en naar de ontwikkeling van de hechting van epoxy die op deze laag wordt aan definitieve versie, 1 december van 100

80 gebracht. Aan de hand van door INTRON gemaakte prisma s is de ontwikkeling van het vochtgehalte bepaald (figuur 71). Bij bepaling van het vochtgehalte met de magnetron stabiliseert het vochtgehalte zich na ongeveer 48 uur op 4,5% (m/m). Aan de hand van door INTRON gemaakte tegels, waarop na 45, 49 en 53 uur een epoxy-overlaging is aangebracht, is de hechting van de overlaging bepaald. Na volledige uitharding bleek bij een sterkte van ten minste 3,2 N/mm 2 breuk in de ondergrond op te treden. De treksterkte was niet afhankelijk van de intensiteit van stralen of de leeftijd van de HSB-laag bij aanbrengen van de epoxy. Indien het uitgevoerde onderzoek representatief is voor de praktijksituatie kan de HSB-laag overlaagd worden bij een gewogen rijpheid van 1200 C uur. Figuur 71 Vochtgehalte als functie van tijd [INTRON-1]. De evaluatierapportage voor de geschikheidsproef en de fase 1 van Hagestein zijn te vinden in respectievelijk [AANN-2] en [AANN-3]. 9.3 Moerdijk oostbaan De Moerdijkbrug bestaat uit één grote stalen orthotrope plaat kokerliggerbrug (figuur 72 en figuur 73). Vanwege het alignement van de brug moest voor het comfort van het verkeer een varierende dikte van de HSB-ovelaging worden aangebracht. Deze varieerde van ca. 50 mm bij sectieovergangen tot ca. 100 mm midden tussen sectieovergangen. Rijovergangen zijn verhoogd met vulplaten. De dekplaat is gereinigd door middel van waterstralen [COP-7]. De aanvankelijke planning was om het werk in vier fasen als volgt uit te voeren: - Fase 1 en 2: Oostbaan april t/m oktober Fase 3 en 4: Westbaan april t/m oktober 2006 Echter, na fase 1 waren er dusdanige problemen met de gerealiseerde HSB-overlaging, dat alle andere fasen later zijn uitgevoerd met afronding van fase 4 medio De problemen met het dek van fase 1 waren dusdanig groot dat uitvoerig onderzoek en herstel noodzakelijk was definitieve versie, 1 december van 100

81 Figuur 72 Dwarsdoorsnede van de Moerdijkbrug [COP-7]. Figuur 73 Foto van Moerdijkbrug tijdens uitvoering HSB-overlaging op de westbaan [COP-7]. Los van onvoldoende stroefheid van het oppervlak, was er sprake van relatief grote onvlakheden. In [HAG-2] zijn een aantal potentiële oorzaken voor de onvlakheden genoemd, (Figuur 74). Na het onderzoek naar de holle ruimten in de overlaging, waarover navolgend meer, is besloten om delen van fase 1 te vervangen en de overige delen te herstellen. Daartoe zijn de onvlakheden door middel van een aantal freesgangen zo goed mogelijk verwijderd, waarna de epoxy-slijtlaag is aangebracht. Figuur 74 Onvlakheid op de Moerdijkbrug fase 1 door mogelijk het vlinderen (links) en onregelmatige voortgang van de afreibalk (rechts) [HAG-2] definitieve versie, 1 december van 100

82 De holle ruimten in de HSB-overlaging waren een groot probleem. Voor de navolgende fasen was de vraag aan de orde wat de oorzaak van de holle ruimten was en welke optimalisaties doorgevoerd zouden kunnen, c.q. moeten, worden om dit in de toekomst te voorkomen (zie Hoofdstuk 10). Daarnaast was er de vraag in hoeverre de gerealiseerde HSBoverlaging nog voldeed. Voor die laatste vraag is zeer uitvoerig onderzoek uitgevoerd. Zeer vele niet-destructieve onderzoekmethoden zijn door, of onder aansturing van, Intron uitgevoerd. Een samenvatting van de bevindingen is te vinden in [HAG-5]. Maar ook uitgebreid destructief onderzoek is uitgevoerd. Dat betrof het boren van kernen. Een voorbeeld van verschillende gradaties van holle ruimten is te zien in figuur 75. Een belangrijke, maar niet de enige, oorzaak voor de holle ruimten was de zeer grote wapeningsdichtheid ter plaatse van overlappingslassen en netkruisingen (figuur 76). Op diverse plaatsen van met name de dekken 6 en 7 bevond zich over een groter oppervlak open ruimten onder de wapening, die met elkaar in verbinding stonden. Het lang nat blijven van de krimpscheuren in dwarsrichting (figuur 77) was een indicator voor dergelijke plaatsen. A B C D Figuur 75 Boorkernen met holle ruimten uit het onderzoek van Intron [HAG-5]. Figuur 76 Foto van locatie waar dekking was verwijderd en duidelijk de dichte wapeningsconfiguratie ter plaatse van een overlappingslas is te zien [HAG-5] definitieve versie, 1 december van 100

83 Figuur 77 Natte scheuren als indicator voor holle ruimten [HAG-5]. Naast de grote wapeningsdichtheid als oorzaak voor de holle ruimten, heeft een onjuiste consistentie en de toegepaste verdichtingsmethode ook een rol gespeeld. Op basis van het uitgebreide onderzoek zijn herstelwerkzaamheden uitgevoerd, waarbij de dekken 6 en 7 van fase 1 in zijn geheel zijn vervangen en op de andere dekken locaal reparaties zijn uitgevoerd. In de eindrapportage over de holle ruimten [HAG-5] staan de volgende belangrijkste bevindingen genoemd: 1) De holle ruimten zijn het gevolg van een combinatie van de volgende drie factoren: - plaatselijk veel te dichte wapeningsconfiguratie; - onjuiste consistentie van het betonmengsel; - toegepaste verdichtingmethode. 2) Geen van de vele onderzochte niet-destructieve onderzoekmethoden bleek in staat alle plaatsen met grotere holle ruimten te vinden, waardoor gericht destructief onderzoek (kernen boren op plaatsen van netkruisingen en overlaplassen) de belangrijkste informatiebron voor het vinden van holle ruimten was. 3) Met de informatie uit geboorde kernen, tezamen met de gecombineerde informatie van de verschillende toegepaste NDO-methoden, is er voldoende vertrouwen dat de meeste plaatsen met grotere holle ruimten zijn gevonden. 4) De gevonden plaatsen met grotere holle ruimten zijn via twee herstelmethoden, injecteren en vervangen, op een zodanige wijze hersteld dat die naar verwachting in de komende jaren niet tot grote schade door verkeer aanleiding zullen geven. 5) Het was onmogelijk om met 100% zekerheid alle grote holle ruimten, maar zeker ook alle kleinere holle ruimten, te vinden en repareren en het is niet bekend wat het effect daarvan is op de duurzaamheid van de overlagingen (potentieel kans op kapotvriezen of scheurgroei door wisselende belasting), zodat in de toekomst mogelijk nog schade kan optreden. 6) Voor de Oostelijke rijbaan van de Moerdijkbrug dient het inspectieplan afgestemd te worden op wat nu bekend is over deze HSB-overlaging. 7) Met een aangepaste wapeningsconfiguratie, controle van de consistentie van het betonmengsel en een aangepaste uitvoeringstechniek zijn holle ruimten te voorkomen. Desalniettemin blijft het een feit dat de HSB-overlagingstechniek een kritisch uitvoeringsproces heeft, dat goed beheerst moet worden. Het aanbrengen van de HSB-overlaging op de oostbaan kende verschillende leerpunten, die tot optimalisaties leidde. Dit betreft onder andere de wapening, de randoplossingen en aansluiting van de stortfases bij de middennaad, kwaliteitsbeheersing en verdichting HSB definitieve versie, 1 december van 100

84 en de vlakheid en stroefheid van het wegdek [COP-7]. Op de diverse optimalisaties, die naar aanleiding van de diverse leerpunten zijn doorgevoerd, wordt in Hoofdstuk 10 ingegaan. In het kader van de herstelwerkzaamheden voor fase 1 zijn de dekken 6 en 7 geheel verwijderd en opnieuw aangebracht. Dat is gebeurd nadat eerst diverse aanpassingen in het concept van de HSB-overlaging (zie Hoofdstuk 10) waren aangebracht. Voorafgaand aan het opnieuw aanbrengen van de HSB-overlaging op de dekken 6 en 7 is op een stalen plaat, die op de brug was gelegd, een proefstort met succes uitgevoerd. Het verslag van een evaluatie van het opnieuw aanbrengen van de HSB-overlaging op de dekken 6 en 7 is vastgelegd in [RWS-22]. Navolgend zijn een aantal punten daaruit opgesomd, waarmee ook al een indruk wordt verkregen van de optimalisaties die zijn doorgevoerd: Het toepassen van een nastelbaar randstelprofiel is een goede keuze. Het geeft extra speelruimte in het bepalen van de hoogte van de HSB overlaging. Het verlijmen van het randstelprofiel ten opzichte van lassen is een betere optie vanwege de mogelijkheid om oneffenheden in het stalen dek te nivelleren. Het op hoogte stellen van de wapening middels betonnen stelblokjes werkt niet. Het op hoogte brengen van de wapening middels hoogteboutjes is zeer arbeidsintensief, maar levert wel het gevraagde resultaat (niet doorbuigen/doorzakken van het net). Aanbrengen van wapening middels rolmatten is een goede optie. De toepassing van wapeningsnetten werkt niet goed vanwege de vele netkruisingen en laslengtes, waardoor er lokaal zeer dichte wapeningsconcentraties ontstaan waar moeilijk beton tussen te krijgen is. Op dit moment zijn er criteria voor de levering van de grondstoffen van het HSB opgesteld. Hierdoor vinden er geen ingangscontroles plaats. Het vaststellen van criteria voor de grondstoffen t.b.v. een ingangscontrole is raadzaam. De grondstof hyperiet dient gewassen en gedroogd te worden voor verwerking. Dit om de zware stofontwikkeling tegen te gaan. Van de toegepaste ingangscontroles (BAS UHPC proef, zetmaat en schutmaat) geeft de BAS UHPC proef de meeste informatie ten aanzien van de consistentie. Het mengen van HSB met behulp van een vaste betoncentrale is het meest gecontroleerde proces, maar geeft geen absolute zekerheid over de consistentie van het materiaal. Beproeven van het mengsel voor aanvang stort (elke mixer) blijft noodzakelijk. Het aanbrengen van een overhoogte wordt gezien als een zeer goede optie voor het tegengaan van onvlakheden. Het treintje van een trilbalk, wormwiel, voorverdichting geeft en goed beeld van het storten van het beton. Je ziet nu het beton onder de wapening vloeien. Het toepassen van een lopende band bij het storten van lengtes van 100 m wordt door de aannemer afgeraden. Deze ziet meer in een methode van vanaf de zijkant storten. Het toepassen van een valhoogte van ca. 2 meter wordt gezien als bevorderlijk voor het krijgen van het HSB onder de wapening. Wel dient het beton een goede samenhang te hebben, omdat er anders sprake zal zijn van ontmenging van het materiaal. Het niet vlinderen van het HSB, maar direct voorzien van curing compound en afdekken is een zeer goede optie als nabehandeling definitieve versie, 1 december van 100

85 De scheurwijdtes van de nieuw gestorte dekken zijn kleiner dan de overige dekken. Eveneens is het patroon van scheuren beter te verklaren (in dwarsrichting, h.o.h. ca. 0,5 m). Bij de oostbaan van de Moerdijkbrug zijn, net als bij de proefapplicatie op de Calandbrug, rekstrookmetingen uitgevoerd om daarmee de reductie van de spanningen te verifiëren. De resultaten van de metingen zijn beoordeeld in [HAG-6]. Geconcludeerd is dat de gemiddelde gemeten rekken komen, qua orde van grootte, redelijk overeen met de berekende rekken en dat de momentenverdeling uit de ontwerpberekening redelijk overeenkomt met de momentenverdeling die kan worden afgeleid uit de rekmetingen. 9.4 Moerdijk westbaan Na het ontwikkelen van diverse optimalisaties in de techniek van de HSB-overlagingen en het herstellen van de oostbaan was het aanvankelijk de bedoeling om de westbaan in het voorjaar van 2008 te voorzien van de HSB-overlaging. Echter, vanwege een verhoogde mate van vermoeiingsschade en in verband met uit te voeren werkzaamheden aan de Haringvlietbrug, moest al in de winterperiode worden gestart. Dit werken in de winter en het stormseizoen betekende een extra risico. Diverse foto s van de uitvoering van de westbaan van de Moerdijkbrug zijn voorgaand in dit rapport al opgenomen (paragraaf 5.3) Voor het randstelprofiel met opgelaste deuvels was het nodig om bij geringe dikte van de HSB-overlaging een extra strip op de hoeklijn te lassen (zie 5.2.4). Dit leverde bij de uitvoering problemen op voor de lijmverbinding tussen de strip en de dekplaat, hetgeen is opgelost met het aanbrengen van tijdelijke lassen tussen de hoeklijn en de dekplaat. Voorafgaand aan de feitelijke uitvoering is eerst een uitgebreid proefstort uitgevoerd waarbij alle aspecten m.b.t. materiaal en materieel konden worden getest en het personeel goed kon worden geïnstrueerd. Het beton is geproduceerd in een mobiele menginstallatie die bij Wolst in Zevenbergen was opgesteld. De zandbestanddelen en het hyperiet (gedroogd) is in bigbags aangevoerd en de binder in bulk. Gebruik is gemaakt van een dwangmenger met een capaciteit van 10 m 3 HSB mortel per uur. De mortel is gemengd in charges van 0,9 m 3 en in mixers geladen met een maximum van 4,5 m 3. De transporttijd naar de brug was 30 tot 45 minuten en van elke mixer is de consistentie op het werk gecontroleerd. Het beton is met een telescopische transportband in een tent vanaf de calamiteitenstrook in het werk gevoerd (zie figuur 78). Het beton viel daarbij vanaf 2 m hoogte op het wapeningsnet. Het verdelen van de beton gebeurde handmatig en met een mechanische verdeler en voor het verdichten zijn trilnaalden toegepast. Het afreien is uitgevoerd met een pneumatische trilbalk en direct daarna is een curing aangebracht en de overlaging afgedekt met folie definitieve versie, 1 december van 100

86 Figuur 78 Betontransport in de tent. De vereiste vlakheid is verkregen door een geringe overhoogte aan te brengen en het vervolgens frezen van het oppervlak. 9.5 Conclusies m.b.t. de praktijktoepassingen De praktijktoepassing op de Lekbrug bij Hagestein en de Moerdijkbrug hebben vele leerpunten opgeleverd en duidelijk gemaakt dat het originele concept voor de HSBoverlagingen op diverse onderdelen sterk uitvoeringsgevoelig was. Dit heeft geleid tot diverse optimalisaties, die uiteindelijk al bij de uitvoering van de westbaan van de Moerdijkbrug succesvol zijn toegepast. Rijkswaterstaat heeft Horvat & Partners, die eerder al betrokken was bij een Second Opinion over het ontwikkelingstraject voor de HSB-overlagingen [LIT-5], in mei 2007 gevraagd de herstelwerkzaamheden en de doorgevoerde aanpassingen te beoordelen. In een brief van 8 juni 2007 [LIT-14] rapporteert Horvat & Partners met betrekking tot de verbetermaatregelen het volgende: Door de bij de herstelwerkzaamheden aan de Moerdijkbrug doorgevoerde verbetermaatregelen aan de HSB overlaging (ten aanzien van het wapeningsnet, het applicatieproces, de mengselkwaliteit en de oppervlakteafwerking) zijn de risico s van de HSB toepassing op stalen rijdekken aanzienlijk afgenomen en de grenzen van de maakbaarheid opgerekt definitieve versie, 1 december van 100

87 10 Optimalisaties en aandachtspunten 10.1 Algemeen Voorgaand in dit rapport is het ontwikkelingstraject voor de HSB-overlagingen op hoofdlijnen beschreven en zijn ervaringen met applicatieproeven en praktijktoepassingen geschetst. Heel veel detailinformatie over deze zaken is te vinden in de literatuurbronnen, die zijn vermeld en beschikbaar zijn gesteld. Hoewel het concept van de HSB-overlaging zijn effectiviteit met betrekking tot het realiseren van een spanningsreductie in, voor vermoeiing kritische gedeelten, van de staalconstructie van orthotrope bruggen heeft bewezen, bleek het originele concept dicht bij de grens van het maakbare te liggen. De twee grootschalige praktijktoepassing hebben dat ook onomstotelijk duidelijk gemaakt en het was dan ook absoluut noodzakelijk om ten opzichte van het originele concept diverse optimalisaties (verbetermaatregelen) door te voeren. Veel doorgevoerde verbetering zijn voorgaand in het onderhavige rapport al aan de orde geweest. In dit hoofdstuk worden de belangrijkste optimalisaties achtereenvolgens behandeld. Ook nu is er voor gekozen om dat in dit rapport slechts op hoofdlijnen te doen. Voor detailinformatie verwezen naar de achterliggende documenten. De diverse problemen met de uitvoering van de HSB-overlaging in grootschalige praktijktoepassingen kwamen met de uitvoering van fase 1 bij de Lekbrug bij Hagestein en fase 1 bij de oostbaan van de Moerdijkbrug in 2005 aan het licht. De problemen waren zodanig van aard en omvang dat sommigen zelfs twijfelden aan de haalbaarheid van de techniek. Rijkswaterstaat heeft toen aan het bureau Horvat & Partners gevraagd om een Second Opinion te geven over het ontwikkelingstraject en de haalbaarheid van de HSBoverlagings-techniek. Daartoe zijn zeer vele betrokken geinterviewd en de verschillende problemen geinventariseerd. Voor een uitgebriede beschrijving van de problemen en de mening van de diverse betrokkenen over de oorzaak, wordt verwezen naar [LIT-5, LIT- 13]. In 10.2 is de evaluatie van de bevindingen weergegeven. Terugkijken is altijd makkelijk, maar achteraf bezien, kan worden gesteld dat de kans dat het fout zou gaan, groot was. In het originele ontwerp was de opbouw van de overlaging zodanig dat het in een doorsnede (zie Figuur 4) allemaal maar net paste. Als dan bedacht wordt dat een dek van vele vierkante meters daarmee gemaakt moet worden, dan is het niet vreemd dat op diverse plaatsen niet wordt voldaan aan de vereiste dekking van 20 mm. Daarbij speelt ook nog mee dat het stalen dek ook niet helemaal vlak is en bij de uitvoering ook nog over de wapening werd gelopen en gereden (bij Calandbrug). Naast het feit dat het vrijwel onmogelijk was om alles precies op zijn plaats in de overlaging te krijgen, was het ook niet eenvoudig om het beton vol en zat tussen en vooral onder de wapening te krijgen. De originele wapeningsconfiguratie bestond uit een zeer dichte opbouw van drie lagen wapening. Als er dan voor wordt gekozen om te werken met wapeningsnetten van relatief beperkte afmetingen (in verband met arbeidsomstandigheden) dan ontstaan veel overlappingslassen en netkruisingen, waar dan een zeer dichte wapening aanwezig is. Dit is gezien als een belangrijke oorzaak voor de holle ruimten die in fase 1 van de Moerdijk is opgetreden [HAG-5]. Maar het was niet de enige oorzaak. Ook de consitentie van het beton, en vooral de variatie daarin, heeft zeer waarschijnlijk een rol gespeeld. Bij de Moerdijk speelde daarbij de verlopende dikte (van 50 mm tot 100 mm) definitieve versie, 1 december van 100

88 daarbij ook een belangrijke rol, omdat voor de optimale betonsamenstelling voor een dikte van 50 mm anders is dan voor een dikte van 100 mm (meer grof toeslagmateriaal benodigd). Daarnaast was het toeslagmateriaal in eerste instantie (fase 1) niet droog opgeslagen, waardoor variaties in aanhangend vocht ook in belangrijke mate hebben bijgedragen aan de wisselende consistentie. Tenslotte speelde als derde de wijze van aanbrengen, verdichten en afreien ook nog een rol. Al met al waren de genoemde omstandigheden, in combinatie met een door vakantie tijdelijk beperkt toezicht (zie [LIT-5]) de reden dat het bij de dekken 6 en 7 van fase 1 bij de Moerdijk grote holle ruimten in het dek ontstonden, die gehele vervanging van deze dekken noodzakelijk maakte. Gegeven het voorgaande zijn optimalisaties voor de wapening en beheersing van de consistentie van de betonsamenstelling doorgevoerd. Die komen respectievelijk in 10.3 en 10.5 aan de orde. Ook het toegepaste randstelprofiel en de uitvoeringswijze voor de langsstortnaad zijn aangepast (10.4). Op de aanpassingen die voor de wijze van aanvoeren en aanbrengen van het beton zijn doorgevoerd bij de westbaan van de Moerdijkbrug wordt in 10.6 ingegaan en de eisen aan het betonoppervlak (vlakheid, textuur en stroefheid) komen in 10.7 aan de orde. Tot slot zijn er nog een aantal andere zaken en aandfachtspunten in 10.8 opgesomd Second Opinion Horvat e.a. De rapportage van Horvat e.a. met de Second Opinion [LIT-13] bevat veel interessante informatie over wat er mis ging bij de eerste fase bij de Lekbrug en de Moerdijkbrug. Ook de mening van de diverse betrokken over de oorzaak van de problemen is interessant en is terug te vinden in de bijlagen bij de conceptversie van de Second Opinion [LIT-5]. Hier is er arbitrair voor gekozen om uit het rapport een gedeelte van paragraaf 4.6 Evaluatie bevindingen over te nemen: Begin citaat: Op basis van de informatie verzameld tijdens de interviews, bezoek aan het werk en documentanalyse, kan worden geconcludeerd dat de problemen ervaren bij de Moerdijkbrug en de Lekbrug bij Hagestein overwegend ontstaan zijn door: Omstandigheden die afwijken van de bij de pilot Caland geldende omstandigheden, t.w. (i) wisselende laagdikte HSB-laag bij de Moerdijkbrug waardoor met een suboptimaal mengsel werd gewerkt, (ii) aanzienlijke trillingen door het verkeer tijdens aanbrengen van het HSB bij de Moerdijkbrug, (iii) onvlakheid stalen rijdek t.p.v. de sectie-einden van de Lekbrug en (iv) de extreem moeilijk verwijderbaarheid van de oude epoxylaag van de stalen rijdekken; onvoldoende ervaringsniveau van de werknemers en deskundigheids-niveau van de aannemers mede door onderschatten van de complexiteit en strikte uitvoeringseisen van het project; definitieve versie, 1 december van 100

89 onvoldoende kritisch nadenken voor en tijdens de uitvoering over potentiële tegenvallers bij de uitvoering en de mogelijkheid om tegenvallers te mitigeren (enkele voorbeelden in dit verband zijn uitval betoncentrale, ervaring werknemers niet geconditioneerd op slaan toeslagmateriaal, dekkingsproblematiek, invloed wisselende laagdikte, toepassing waterstralen etc.). De bovenstaande punten vallen, naar onze mening, in de leercurven categorie bij het toepassen nieuwe werkmethoden en technieken op een praktijkprojectschaal. De ervaringen bij de Moerdijkbrug en Lekbrug moeten eigenlijk in het verlengde van de pilot ervaringen worden gezien en onderdeel vormen van een optimalisatieproces voor het gebruik van HSB-overlagingen. Het is uiteraard essentieel dat noodzakelijk geachte maatregelen en aanpassingen op basis van lessons learnt een goede opvolging krijgen. Einde citaat Gezien het feit dat de uitvoering van de HSB-overlaging op de Westbaan van de Moerdijk heel goed is verlopen, kan worden gesteld dat de lessons learnt een goede opvolging hebben gekregen met de optimalisaties die navolgend in dit hoofdstuk worden toegelicht. Dat Horvat het hiermee eens is blijkt uit zijn brief van 8 juni 2007 [LIT-14] Wapening De aanpassingen in de wapeningsconfiguratie zijn voorgaand in dit rapport al aan de orde geweest. De originele wapeningsconfiguratie is te zien in figuur 4 en de wapeningsconfiguratie die uiteindelijk op de westbaan van de Moerdijkbrug is toegepast, is geschetst in figuur 21. De onderbouwing dat deze aanpassing verantwoord is, is vastgelegd in [HAG-4]. Maar niet alleen de wapeningsconfiguratie speelt een rol. Ook de uitvoering van de wapening is van belang. Bij toepassing van wapeningsmatten (ook aangeduid als rolwapening; figuur 31) zijn er veel minder overlappingslassen dan bij wapeningsnetten Randstelprofiel en stortnaden De aanpassing in het randstelprofiel (figuur 27) is dat een nastelbaar randstelprofiel is ontworpen, wat extra speelruimte gaf in het bepalen van de hoogte van de HSB overlaging. Dit is een door de aannemer voorgestelde en uitgevoerde oplossing. Over de optredende krachten bij het randstelprofiel en de geschiktheid van de gekozen oplossing, bestonden ten tijde van de uitvoering bij enkele betrokkenen twijfels. Dit is een punt dat bij toekomstige HSB-overlagingen zeker de nodige aandacht verdient. De uitvoering van de langsstortnaad op de oostbaan van de Moerdijkbrug (figuur 28; tussen fase 1 en 2) is bij de westbaan vervangen door een hoekprofiel met opgelaste deuvels (figuur 79). De onderbouwing voor de benodigde lengte van de deuvels is gegeven in [HAG-8]. Ook over de geschiktheid van deze oplossing voor het koppelen van twee werkvakken bestaan ten tijde van het opstellen van dit rapport nog twijfels. De wapening kan niet volledig worden doorgekoppeld en de oplossing is gevoelig voor uitvoering (excentrische aansluiting van deuvels en slechte lassen) definitieve versie, 1 december van 100

90 Figuur 79 Hoekprofiel met opgelaste deuvels voor het constructief door laten lopen van de wapning in de langsnaad Betonsamenstelling Met betrekking tot de betonsamenstelling is er vooral bij de Moerdijkbrug zeer veel discussie geweest. Hierbij heeft onder andere het niet droog opgeslagen zijn van het toeslagmateriaal een rol gespeeld evenals de verlopende dikte. In de praktijk varieerde de consistentie van het mengsel en was er soms sprake van een laagje cementpasta aan het oppervlak. Mede gezien het feit dat het in eerste instantie de bedoeling was om de gewenste oppervlakte-eigenschappen te verkrijgen door het blootstralen van de toeslagkorrels in het oppervlak, was dat een onwenselijke situatie. In [LIT-5, LIT-13 en RWS-23] is informatie over de problemen met de betonsamenstelling te vinden. Maar er is veel meer correspondentie over, die hier niet allemaal is opgenomen. Omdat het niet goed mogelijk bleek te zijn om een constante consistentie op het werk te krijgen en de gangbare proeven zoals zetmaat en schudmaat onvoldoende uitsluitsel gaven over de consistentie van het mengsel, is door BAS een nieuwe beproevingsmethode ontwikkeld voor het bepalen van de consistentie [BAS-2]. Kort gezegd komt de methode er op neer dat via een trechter een afgepaste hoeveelheid mortel in een bakje valt met daarin een wapeningskorfje ( figuur 80). Vervolgens wordt gemeten hoelang met een trilnaald getrild moet worden totdat het beton in het bakje volledig is genivelleerd. Hoewel bij de uitvoering de menselijke factor een rol kan spelen, is de proef beter geschikt gebleken voor het bepalen van de consistentie dan bijvoorbeeld de schudmaat en de zetmaat. Een aantal kritisch kanttekeningen bij de beproevingsmethode zijn geplaatst door Buitelaar in [Contec-7] definitieve versie, 1 december van 100

91 Figuur 80 BAS UHPC test Wijze van aanbrengen van het beton Ook met de aangepaste wapeningsconfiguratie en een betere beheersing van de consistentie van het betonmengsel is het nog belangrijk dat het beton zodanig wordt aangebracht dat het goed vol en zat onder en tussen de wapening kan vloeien. Bij de westbaan van de Moerdijkbrug is dat gedaan door het beton via een transportband vanaf 2 meter hoogte te laten vallen. Door verder te werken met een voorverdichting d.m.v. trilnaalden, een wormwiel om het beton te verspreiden (zie Figuur 32) en een trilbalk was goed te zien dat het beton goed onder de wapening vloeide (9.4). Oogtoezicht op verdichten is noodzakelijk om zeker te zijn dat er geen holle ruimten ontstaan en om een goede verbinding met de hechtlaag te krijgen. Met betrekking tot de aanvoer van het beton bleek het gebruiken van de calamiteitenstrook (aanvoer vanaf de zijkant) ook een positief effect te hebben op de uitvoering Oppervlakte-eigenschappen Zoals voorgaand in dit rapport is aangegeven, was het volgens het oorspronkelijke ontwerp de bedoeling om de gewenste oppervlakte-eigenschappen (stroefheid, vlakheid, geluid, textuur, afvoer hemelwater en lichtreflectie) te verkrijgen met het beton zelf. Daartoe is bij de fasen 1 van de Lekbrug en de Moerdijkbrug het oppervlak gestraald, zoals dat ook bij de pilot van de Calandbrug was gedaan. Uiteindelijk bleken de resultaten op diverse pun definitieve versie, 1 december van 100

92 ten niet aan de eisen te voldoen, waarna is besloten om op de bruggen een ingestrooide epoxylaag aan te brengen. Voor een beschrijving van de eisen aan de oppervlakte-eigenschappen en de resultaten die werden gehaald wordt verwezen naar [LIT-5 en LIT-13]. Met de ingestrooide epoxylaag spelen de eigenschappen textuur en stroefheid van het beton geen rol meer. De vlakheid is nog steeds een item waar op gelet moet worden. Bij de westbaan van de Moerdijkbrug is er voor gekozen om een geringe overhoogte aan te brengen. Door er dan vervolgens een klein laagje af te frezen is de gewenste vlakheid eenvoudig te bereiken. Er is ook niet meer gevlinderd na het afreien. Het beton is direct na het afreien afgedekt Overige zaken en aandachtspunten Hoewel Horvat e.a. het trillen van de Moerdijkbrug ook genoemd hebben als oorzaak voor de problemen, is dat niet uit eerdere proeven gebleken. Het mogelijke effect van trillingen veroorzaakt door het verkeer, op de eigenschappen van het beton, maar vooral de aanhechteigenschappen aan de hechtlaag, is een belangrijk aandachtspunt. In de uitgevoerde HSB-overlagingen is overigens geen nadelig effect van deze trillingen geconstateerd. In dit rapport is niet ingegaan op de herberekeningen van de stalen brug. Het zal duidelijk zijn dat een gedegen herberekening van belang is. Daarbij moet vanzelfsprekend ook rekening worden gehouden met het extra gewicht van de overlaging ten opzichte van het verwijderde asfalt. Hoe dan ook, ondanks het feit dat met de optimalisaties een robuuster systeem is verkregen zal een nauwkeurige uitvoering door gekwalificeerd personeel altijd een essentieel zijn bij het verkrijgen van een goed resultaat definitieve versie, 1 december van 100

93